EP4195965A1 - Verdampfereinrichtung für eine elektrische zigarette - Google Patents

Verdampfereinrichtung für eine elektrische zigarette

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Publication number
EP4195965A1
EP4195965A1 EP21755734.7A EP21755734A EP4195965A1 EP 4195965 A1 EP4195965 A1 EP 4195965A1 EP 21755734 A EP21755734 A EP 21755734A EP 4195965 A1 EP4195965 A1 EP 4195965A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
liquid
riser
evaporator
evaporator unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21755734.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Adrian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zerspanungstechnik Adrian EK
Original Assignee
Zerspanungstechnik Adrian EK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zerspanungstechnik Adrian EK filed Critical Zerspanungstechnik Adrian EK
Publication of EP4195965A1 publication Critical patent/EP4195965A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/44—Wicks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/48—Fluid transfer means, e.g. pumps
    • A24F40/485—Valves; Apertures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors

Definitions

  • the present invention relates to an evaporator unit for an electric cigarette having a tank, the tank being designed in such a way that a liquid can be held in the tank, an evaporator head with a receptacle for an electrically operable heating resistor, and a delivery device for delivering the liquid from the tank in the evaporator head.
  • the user inhales vapor that is produced when a liquid, the so-called liquid, is vaporized in an evaporator unit.
  • the atomizer unit comprises a tank that is filled or can be filled with the liquid, on the other hand an evaporator head and a delivery device for the liquid.
  • the vaporizer head is designed in such a way that it can accommodate an electrically operable heating resistor, in particular a heating coil, which is connected to a power source. As soon as current flows through the heating resistor, it heats up and the liquid, which was pumped from the tank into the evaporator head by the conveyor, is vaporized by the heating of the heating resistor.
  • Vaporizer units for electronic cigarettes are known from the prior art, in which the conveying device is formed by a liquid carrier in the form of a wick.
  • the wick conveys the liquid from the tank into the evaporator head.
  • cotton wool or stainless steel are used, for example; the possible geometries for the wick range from loose wadding, a strand of wadding, a stainless steel cable to a fine mesh made of stainless steel.
  • the liquid is conveyed from the tank into the evaporator head due to adhesion and capillary forces.
  • the use of a wick to promote the liquid has a disadvantageous effect on the practical use of an electronic cigarette.
  • the loose wicks that are installed in conventional electronic cigarettes have to be changed or cleaned after a certain period of time. This is associated with additional effort for the user.
  • the present invention is therefore at least based on the object of providing an evaporator unit for an electric cigarette which offers easier use in practice.
  • the object of the present invention is to achieve greater application reliability of the evaporator unit.
  • an evaporator unit for an electric cigarette having a tank, the tank being designed in such a way that a liquid can be held in the tank, an evaporator head with a receptacle for an electrically operable heating resistor and has a delivery device for delivering the liquid from the tank into the evaporator head, the delivery device having a riser channel, at least one inlet opening and at least one transition opening, the inlet opening forming a fluid connection for the liquid from the tank into the riser channel, the transition opening forming a fluid connection for the liquid from the riser channel into the evaporator head and wherein the riser channel has at least two opposing inner wall surfaces, the inner wall surfaces being arranged and designed in such a way that the riser channel has a defined gap dimension and the Li quid is conveyed in the riser channel by a capillary force from the inlet opening to the transition opening.
  • the evaporator unit comprises a conveying device with a riser channel, which conveys the liquid decisively by capillary force from an inlet opening to a transition opening.
  • the riser channel is designed in such a way that it has at least two opposing inner wall surfaces, which result in the riser channel having a defined gap dimension. Ie, in Unlike a wick, the distance between the two opposing inner wall surfaces is known exactly. With a wick made of stainless steel, for example, the gap size of the capillary channels is statistically distributed and usually unknown.
  • the riser channel offers the advantage that the assembled vaporizer unit alone creates a cavity in which corresponding capillary forces act, which convey the liquid from the tank into the vaporizer head. There is no need to change or clean an additionally built-in wick and the use is therefore more convenient in comparison to an evaporator unit of an electric cigarette known from the prior art.
  • the riser channel according to the invention becomes soiled less quickly than a wick, since the liquid flows through evenly due to the defined gap size.
  • Wicks on the other hand, also have capillary channels with a gap dimension that tends to be almost zero. Blockages occur more quickly in such channels.
  • the wicks can become clogged when the cotton wool is placed on the wick or the cotton wool is replaced several times and the cotton wool is pressed onto the wick as a result.
  • the riser channel according to the invention on the other hand, only very rarely needs to be cleaned, since there are no narrow capillary channels and there are no wire fiber ends of a wick on which the wadding can get caught.
  • the cleaning of the riser channel according to the invention is easy to carry out due to the geometry.
  • the evaporator unit according to the invention does not use a wick, there is also less waste.
  • the configuration of the evaporator unit according to the invention allows the liquid flow to be adjusted precisely by previously defined dimensions of the riser channel and the inlet and transition openings, so that the risk of a dry hit is minimized.
  • the gap dimension of the riser channel is at least 0.15 mm, preferably at least 0.25 mm, which is a further difference from a conveying device implemented as a wick.
  • wicks made of stainless steel or cotton wool, for example have significantly smaller gap dimensions, which lead to faster contamination of the conveying device.
  • the riser channel has a constant gap dimension, in contrast to a wick. In a further embodiment of the evaporator unit, the riser channel has a gap dimension which is 0.45 mm or smaller, preferably 0.35 mm or smaller.
  • the inlet opening forms a fluid connection for the liquid from the tank into the riser channel and the transition opening forms a fluid connection from the riser channel into the evaporator head.
  • the width of the inlet opening is between 0.3 mm and 0.5 mm, the width being selected such that a sufficient quantity of liquid can be conveyed and a dry hit is prevented.
  • the transition opening makes the liquid conveyed through the riser channel available in the atomizer head, so that it can be vaporized on an electrically operable heating resistor.
  • the inner wall surfaces of the riser channel have an inner inner wall surface and an outer inner wall surface, the inner inner wall surface and the outer inner wall surface being arranged concentrically around a longitudinal axis of the evaporator unit in such a way that the riser channel is designed as a circumferential gap.
  • the gap can, for example, have the form of an annular gap, in particular an annular gap.
  • the riser channel has, at an end of the riser channel at a minimum distance from the evaporator head, a region with a distance from the longitudinal axis of the evaporator unit that increases in the direction of the evaporator head.
  • this offers the technical advantage that the delivery device can be connected more easily to the evaporator head, i.e. there is sufficient space in the transition area of the delivery device and the evaporator head to accommodate a heating resistor and the associated electrical supply lines.
  • one or more transition openings are arranged in the area of the riser channel which is at a minimum distance from the evaporator head, whose distance from the longitudinal axis of the evaporator unit increases in the direction of the evaporator head. If the transition opening is projected parallel to the longitudinal axis onto this area of the riser channel which is inclined to the longitudinal axis, a maximum area for the transition opening is achieved.
  • the width of the transition opening is between 0.8 mm and 1.2 mm.
  • the area of the transition opening which is also arranged at the end of the riser channel at a minimum distance from the evaporator head, corresponds only to the cross section of the riser channel. As a result, only a smaller amount of liquid can be made available at the transition opening. The risk of a dry hit increases.
  • transition opening on an inner wall surface of the riser channel.
  • the larger the transition opening is selected in this case the lower the capillary capacity of the riser channel.
  • the connection from the transition opening to the evaporator head is more difficult, so that this is not a preferred arrangement of the transition openings.
  • the evaporator unit has at least one wadding receptacle for accommodating a wadding that adjoins the transition openings of the delivery device and the wadding receptacle forms a fluid connection for the liquid from the transition opening into the evaporator head. Due to the large-area configurations of the transition openings described in the previous embodiment, the wadding holder can also be made correspondingly large.
  • the wadding holder has a curved, slot-like recess which preferably extends at least 90° around a longitudinal axis of the evaporator unit and in which a wadding can be arranged.
  • the wadding receptacle can be filled with wadding, in particular a strand of wadding, with the wadding conveying the amount of liquid provided at the transition opening to the electrically operable heating resistor due to adhesive forces.
  • the wad is arranged such that it extends in the wad receptacle and out of the wad receptacle to the heating resistor.
  • the wadding is not part of the conveying device, as for example in various evaporator units that are known from the prior art, but merely a liquid carrier for transporting the liquid from the transition opening to the heating resistor.
  • the wadding receptacle and an end of the tank facing the wadding receptacle are designed in such a way that tank venting is ensured.
  • a pressure equalization can take place, so that on the one hand an overpressure when filling the tank with liquid and on the other hand a negative pressure when emptying the tank by sucking in the liquid via the riser channel is compensated.
  • air bubbles which can form in the tank as it is emptied, can escape and thus do not impede the flow of liquid.
  • the evaporator unit has at least one inlet channel, with the inlet channel forming a fluid connection for the liquid from the inlet opening into the riser channel.
  • the liquid does not run directly from the tank into the riser channel, but first into the inlet channel located in between.
  • the inlet opening is arranged in such a way that it is located in an inner wall surface of the tank which is at a maximum distance from the evaporator head, preferably in a bottom of the tank. Accordingly, the inlet channel is likewise at a maximum distance from the evaporator head, preferably arranged below the bottom of the tank.
  • the inlet channel runs essentially perpendicularly to the longitudinal axis of the evaporator unit and essentially parallel to the bottom of the tank.
  • the gap dimension of the inlet channel also extends essentially parallel to the longitudinal axis of the evaporator unit.
  • the inlet channel is designed in such a way that it is designed as a disc-shaped gap surrounding the longitudinal axis is located at a maximum distance from the evaporator head below the floor.
  • the gap dimension of the inlet channel extends essentially parallel to the longitudinal axis of the evaporator unit. Similar to the embodiment of the riser channel as a circumferential gap, this offers the advantage that the largest possible volume of the inlet channel can be achieved, so that a sufficient quantity of the liquid is conveyed during operation of the electric cigarette.
  • the gap dimension of the inlet channel can be chosen so that the liquid is conveyed either due to capillary forces or due to gravity or due to both.
  • the gap between 0.15 mm and 0.45 mm, preferably between 0.25 mm and 0.35 mm, so that capillary forces act, there is the advantage that the liquid is independent of the orientation of the electric cigarette in space can be pumped from the tank into the riser channel.
  • the inlet channel has a gap which increases towards the longitudinal axis of the evaporator unit.
  • the inlet channel is funnel-shaped, which supports the capillary forces that pull the liquid into the riser channel.
  • the inlet channel is designed in such a way that it is connected to the rising channel via at least one opening in the outer inner wall surface of the rising channel if the rising channel is designed as a circumferential gap.
  • the opening between the inlet duct and the riser duct is designed in such a way that it is a slot in the outer inner wall surface of the riser duct, which annularly surrounds the longitudinal axis.
  • the diameter of the inlet opening and/or the transition opening is selected such that it is larger than the gap dimension of the riser channel and/or the inlet channel. This embodiment also takes into account the fact that the largest possible amount of liquid should be pumped, but at the same time the capillary forces of the riser and/or the inlet channel must be sufficiently large to be able to pump a sufficient amount of liquid from the tank into the evaporator head.
  • a surface of the riser formed from the total number of all inner wall surfaces of the riser, is structurally and materially such that, if no capillary force acts, a macroscopic contact angle forms between the liquid and the surface of the riser channel when the liquid comes into contact with a flat, extensive surface of the riser channel, in particular a macroscopic contact angle of 40° or more.
  • This feature distinguishes the gap according to the invention from a conveyor in the form of a wick. If you look at the wick as a whole, it has a porous surface structure. This applies to cotton wool, a stainless steel cable and a stainless steel screen mesh. In the case of a porous surface, no macroscopic contact angle forms between the liquid and the extensive surface structure of the wick. On the contrary, the adhesive forces are so strong in this case that complete wetting develops.
  • the riser channel is designed in such a way that, if no capillary force is acting, complete wetting does not form when the liquid comes into contact with a macroscopic surface of the material of the riser channel.
  • the inner wall surfaces of the riser channel have an average peak-to-valley height R z of at most 4.5 ⁇ m.
  • the tank is arranged in a ring around the riser channel.
  • the tank can be refilled, which also reduces waste.
  • the evaporator head according to the invention has a receptacle for an electrically operable heating resistor.
  • This recording offers the possibility of mechanically fastening the heating resistor in the evaporator head, for example by means of a clamping device.
  • the mount provides an interface for the electrical supply of the heating resistor.
  • a heating resistor is connected to the receptacle.
  • This heating resistor can be designed in the form of a spiral.
  • Corresponding metals such as stainless steel or metal alloys such as chromium-nickel compounds are used as the material for the heating resistor, which have a high specific resistance and efficiently convert the electrical current into heat.
  • the evaporator head according to the invention is connected to a power source, with the power source being located at a maximum distance from the evaporator head.
  • the power source is in an electrically conductive connection with the holder for the heating resistor in the evaporator head.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of part of an electronic cigarette with an embodiment of the vaporizer unit according to the invention, parallel to the longitudinal axis of the vaporizer unit.
  • Figure 2 is a schematic sectional view of part of an electronic cigarette with an embodiment of the vaporizer unit according to the invention perpendicular to the longitudinal axis of the vaporizer unit in the center of the conveyor.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of part of an electric cigarette with an embodiment of the vaporizer unit according to the invention, perpendicular to the longitudinal axis of the vaporizer unit in the area of the cotton-wool receptacle.
  • Figure 4 is a schematic, three-dimensional exploded view of a portion of an electronic cigarette incorporating an embodiment of the vaporizer unit according to the present invention.
  • Figure 5 is a schematic sketch of an electronic cigarette.
  • the evaporator unit 1 has a tank 2 which is arranged concentrically around the longitudinal axis 16 and in which the liquid can be received. On the bottom 14 of the tank 2 there is an inlet opening 5 which forms a fluid connection for the liquid from the tank 2 into the inlet channel 13 .
  • the inlet channel 13 running perpendicularly to the longitudinal axis 16 is connected to the riser channel 4 through an opening 15 so that the liquid flows from the inlet channel 13 into the riser channel 4 .
  • the tank 2 has a tank ventilation 20 at an end remote from the inlet channel 13 .
  • a pressure equalization can take place, so that on the one hand an overpressure when filling the tank with liquid and on the other hand a negative pressure when emptying the tank by sucking in the liquid via the riser channel is compensated.
  • air pockets can escape from the tank 2 via a cotton receptacle 11 via the tank vent 20 .
  • the inlet channel 13 is designed as a disc-shaped gap surrounding the longitudinal axis 16 below the bottom 14 of the tank 2 and runs essentially parallel to the bottom 14 of the Tanks 2.
  • the gap size of the inlet channel 13 is defined by the distance between the inner wall surfaces of the inlet channel 13 and runs essentially parallel to the longitudinal axis 16 of the evaporator unit 1. In addition, the gap size of the inlet channel 13 increases towards the longitudinal axis 16.
  • the inlet channel 13 is connected to the riser channel 4 via an opening in the outer inner wall surface 8 of the riser channel 4 .
  • the opening between the inlet channel 13 and the riser channel 4 is designed in such a way that it is a slot in the outer inner wall surface 8 of the riser channel 4 that surrounds the longitudinal axis 16 in a ring shape.
  • the riser channel 4 has two opposing inner wall surfaces 7 and 8, with an inner inner wall surface 7 and an outer inner wall surface 8 being arranged concentrically around the longitudinal axis 16 of the evaporator unit 1 in such a way that the riser channel 4 is designed as a circumferential, annular gap.
  • the riser channel 4 also has a defined and constant gap size 9 .
  • the gap size 9 is defined as the distance between the inner inner wall surface 7 and the outer inner wall surface 8.
  • the gap size 9 is essentially constant over the entire length of the riser channel 4.
  • the distance between the riser channel 4 and the longitudinal axis 16 increases in a direction toward the evaporator head 3 , with the transition openings 6 being located in this region 12 of the riser channel 4 that is inclined relative to the longitudinal axis 16 .
  • a cotton-wool receptacle 11 is connected to these transition openings 6 so that the liquid that has risen in the riser channel 4 can be conveyed into the evaporator head 3 through the transition opening 6 and a cotton wool that can be introduced into the cotton-wool receptacle 11 .
  • the evaporator head 3 there is a heating coil 10 in the vicinity of which the cotton is arranged, which is guided from the transition opening 6 through the cotton holder 11 to the heating coil 10 .
  • the wadding absorbs the liquid provided at the transition opening 6 and conveys it to the heating coil 10.
  • FIG. 4 shows an exploded view of an embodiment of the evaporator head 3 according to the invention.
  • cotton wool is placed in the cotton-wool receptacle 11, which rests on a flower-shaped structure that forms the recesses for the tank vent 20 and extends from the cotton-wool receptacle 11 to extends to the heating coil 10 and thus transports the liquid from the transition opening 6 to the heating coil 10, at which the liquid is vaporized.
  • FIG. 5 shows a schematic sketch of an electric cigarette 17 with an evaporator unit 1 according to the invention, a power supply 19, an air flow channel and a mouthpiece 18.
  • the power supply 19 is connected to the heating coil 10 via an electrical connection, so that the heating coil 10 heats up when a current flows can be. Air is guided along the heated heating coil 10 through an air flow channel and the user draws it on through a mouthpiece 18 .
  • the user inhales a corresponding vapor of the liquid when he draws on the mouthpiece 18 .

Landscapes

  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampfereinheit für eine elektrische Zigarette aufweisend einen Tank, wobei der Tank derart ausgestaltet ist, dass ein Liquid in dem Tank aufnehmbar ist, einen Verdampferkopf mit einer Aufnahme für einen elektrisch betreibbaren Heizwiderstand und eine Fördereinrichtung zum Fördern des Liquids aus dem Tank in den Verdampferkopf. Um eine Verdampfereinheit für eine elektrische Zigarette bereitzustellen, die in der Praxis eine erleichterte Anwendung bietet und um eine größere Anwendungssicherheit der Verdampfereinheit zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Fördereinrichtung einen Steigkanal, mindestens eine Einlauföffnung und mindestens eine Übergangsöffnung aufweist, wobei die Einlauföffnung eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Tank in den Steigkanal bildet, wobei die Übergangs-öffnung eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Steigkanal in den Verdampferkopf bildet und wobei der Steigkanal mindestens zwei sich gegenüberliegende Innenwandflächen aufweist, wobei die Innenwandflächen derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass der Steigkanal ein definiertes Spaltmaß aufweist und das Liquid in dem Steigkanal von einer Kapillarkraft von der Einlauföffnung zu der Übergangsöffnung gefördert wird.

Description

Verdampfereinrichtung für eine elektrische Zigarette
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampfereinheit für eine elektrische Zigarette aufweisend einen Tank, wobei der Tank derart ausgestaltet ist, dass ein Liquid in dem Tank aufnehmbar ist, einen Verdampferkopf mit einer Aufnahme für einen elektrisch betreibbaren Heizwiderstand und eine Fördereinrichtung zum Fördern des Liquides aus dem Tank in den Verdampferkopf.
Bei einer elektrischen Zigarette atmet der Anwender einen Dampf ein, der bei einer Verdampfung einer Flüssigkeit, dem sogenannten Liquid, in einer Verdampfereinheit entsteht. Die Verdampfereinheit umfasst zum einen einen Tank, der mit dem Liquid gefüllt oder befüllbar ist, zum anderen einen Verdampferkopf und eine Fördereinrichtung für das Liquid.
Der Verdampferkopf ist so ausgestaltet, dass er einen elektrisch betreibbaren Heizwiderstand, insbesondere eine Heizspirale, aufnehmen kann, welche an eine Stromquelle angeschlossen wird. Sobald Strom durch den Heizwiderstand fließt, erhitzt sich dieser und das Liquid, welches von der Fördereinrichtung aus dem Tank in den Verdampferkopf gefördert wurde, wird durch die Erwärmung des Heizwiderstands verdampft.
Zieht der Anwender an einem Mundstück der elektrischen Zigarette Luft ein, so wird durch einen Luftströmungskanal Luft entlang des Heizwiderstandes geführt. Die Luft, die der Anwender einatmet, einhält daher den Dampf, der durch die Verdampfung des Liquids an dem Heizwiderstand entsteht.
Aus dem Stand der Technik sind Verdampfereinheiten für elektrische Zigaretten bekannt, bei welchen die Fördereinrichtung von einem Liquidträger in Form eines Dochtes gebildet ist. Der Docht fördert das Liquid aus dem Tank in den Verdampferkopf. Dabei gibt es verschiedene Ausgestaltungen für den Docht. Hinsichtlich des Materials des Dochtes kommen beispielsweise Watte oder Edelstahl zum Einsatz; die möglichen Geometrien für den Docht reichen von loser Watte, einem Wattestrang, einem Edelstahlseil bis hin zu einem feinen Siebgeflecht aus Edelstahl. Bei allen Ausgestaltungen des Dochtes wird das Liquid aufgrund von Adhäsions- und Kapillarkräften aus dem Tank in den Verdampferkopf gefördert. Die Verwendung eines Dochtes zur Förderung des Liquids wirkt sich allerdings nachteilig auf die Anwendungspraxis einer elektrischen Zigarette aus. Die losen Dochte, die in herkömmlichen elektrischen Zigaretten verbaut sind, müssen nach einer gewissen Zeit gewechselt oder gereinigt werden. Dies ist mit einem zusätzlichen Aufwand für den Anwender verbunden.
Des Weiteren kann es je nach Anordnung des Dochtes durch den Anwender zu Problemen während dem Betrieb der elektrischen Zigarette kommen. Wird beispielsweise ein Docht aus Watte zu dicht angeordnet, kann es zu einem Abriss des Liquidflusses kommen. Infolge dessen läuft der Heizwiderstand trocken und ein sogenannter Dry-Hit entsteht. Bei diesem Dry-Hit verbrennt der Docht. Neben einem stark eingetrübten Geschmackserlebnis, ist der Anwender in diesem Fall auch einer nicht unbeträchtliche Menge an Schadstoffen ausgesetzt, die bei der Verbrennung entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher zumindest die Aufgabe zugrunde, eine Verdampfereinheit für eine elektrische Zigarette bereitzustellen, die in der Praxis eine erleichterte Anwendung bietet.
Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine größere Anwendungssicherheit der Verdampfereinheit zu erzielen.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird erfindungsgemäß durch eine Verdampfereinheit für eine elektrische Zigarette gelöst, wobei die Verdampfereinheit einen Tank, wobei der Tank derart ausgestaltet ist, dass ein Liquid in dem Tank aufnehmbar ist, einen Verdampferkopf mit einer Aufnahme für einen elektrisch betreibbaren Heizwiderstand und eine Fördereinrichtung zum Fördern des Liquids aus dem Tank in den Verdampferkopf aufweist, wobei die Fördereinrichtung einen Steigkanal, mindestens eine Einlauföffnung und mindestens eine Übergangsöffnung aufweist, wobei die Einlauföffnung eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Tank in den Steigkanal bildet, wobei die Übergangsöffnung eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Steigkanal in den Verdampferkopf bildet und wobei der Steigkanal mindestens zwei sich gegenüberliegende Innenwandflächen aufweist, wobei die Innenwandflächen derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass der Steigkanal ein definiertes Spaltmaß aufweist und das Liquid in dem Steigkanal von einer Kapillarkraft von der Einlauföffnung zu der Übergangsöffnung gefördert wird.
Erfindungsgemäß umfasst die Verdampfereinheit eine Fördereinrichtung mit einem Steigkanal, welcher das Liquid maßgeblich durch die Kapillarkraft von einer Einlauföffnung zu einer Übergangsöffnung fördert.
Der Steigkanal ist so ausgestaltet, dass er mindestens zwei sich gegenüberliegende Innenwandflächen aufweist, die dazu führen, dass der Steigkanal ein definiertes Spaltmaß aufweist. D.h., im Gegensatz zu einem Docht, ist der Abstand der zwei sich gegenüberliegenden Innenwandflächen exakt bekannt. Bei einem Docht beispielsweise aus Edelstahl ist das Spaltmaß der Kapillarkanäle hingegen statistisch verteilt und in der Regel unbekannt.
Im Gegensatz zu einer Fördereinrichtung, die einen Docht als Steigkanal aufweist, bietet der erfindungsgemäße Steigkanal den Vorteil, dass bereits alleine durch die zusammengebaute Verdampfereinheit ein Hohlraum entsteht, in welchem entsprechende Kapillarkräfte wirken, die das Liquid aus dem Tank in den Verdampferkopf fördern. Das Wechseln oder Reinigen eines zusätzlich verbauten Dochtes entfällt und die Anwendung ist damit im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Verdampfereinheit einer elektrischen Zigarette komfortabler.
Der erfindungsgemäße Steigkanal verschmutzt weniger schnell als ein Docht, da aufgrund des definierten Spaltmaßes ein gleichmäßiger Durchfluss des Liquids erzielt wird. Dochte hingegen weisen auch Kapillarkanäle mit einem nahezu gegen null tendierendem Spaltmaß auf. In solchen Kanälen treten schneller Verstopfungen auf. Zudem können die Dochte durch das Auflegen der Watte bzw. mehrfaches Austauschen der Watte und dem damit einhergehenden Aufdrücken der Watte auf den Docht verstopfen. Der erfindungsgemäße Steigkanal bedarf hingegen nur sehr selten einer Reinigung, da keine schmalen Kapillarkanäle vorhanden sind und keine Drahtfaserenden eines Dochtes vorhanden sind, an welchen die Watte hängen bleiben kann. Die Reinigung des erfindungsgemäßen Steigkanals ist aufgrund der Geometrie leicht ausführbar.
Da die Verwendung eines Dochtes bei der erfindungsgemäßen Verdampfereinheit entfällt, entsteht zudem weniger Abfall.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verdampfereinheit kann der Liquidfluss durch zuvor definierte Abmessungen des Steigkanals sowie der Einlauf- und Übergangsöffnungen exakt eingestellt werden, sodass das Risiko eines Dry-Hits minimiert wird.
In einer Ausführungsform der Verdampfereinheit beträgt das Spaltmaß des Steigkanals mindestens 0,15 mm, bevorzugt mindestens 0,25 mm, worin ein weiterer Unterschied zu einer als Docht realisierten Fördereinrichtung besteht. Dochte, die beispielsweise aus Edelstahl oder aus Watte gefertigt wurden, weisen, wie oben ausgeführt, deutlich kleinere Spaltmaße auf, die zu einer schnelleren Verschmutzung der Fördereinrichtung führen.
In einer weiteren Ausführungsform der Verdampfereinheit weist der Steigkanal im Gegensatz zu einem Docht ein konstantes Spaltmaß auf. In einer weiteren Ausführungsform der Verdampfereinheit weist der Steigkanal ein Spaltmaß auf, welches gleich 0,45 mm oder kleiner, bevorzugt gleich 0,35 mm oder kleiner ist.
Die Einlauföffnung bildet eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Tank in den Steigkanal und die Übergangsöffnung eine Fluidverbindung von dem Steigkanal in den Verdampferkopf. Eine Breite der Einlauföffnung liegt in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdampfereinheit zwischen 0,3 mm und 0,5 mm, wobei die Breite so gewählt ist, dass eine ausreichende Liquidmenge gefördert werden kann und ein Dry-Hit verhindert wird.
Die Übergangsöffnung stellt das durch den Steigkanal geförderte Liquid in dem Verdampferkopf zur Verfügung, so dass dieses an einem elektrisch betreibbaren Heizwiderstand verdampft werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die Innenwandflächen des Steigkanals eine innere Innenwandfläche und eine äußere Innenwandfläche auf, wobei die innere Innenwandfläche und die äußere Innenwandfläche derart konzentrisch um eine Längsachse der Verdampfereinheit angeordnet sind, dass der Steigkanal als umlaufender Spalt ausgestaltet ist.
Dies hat den Vorteil, dass die Verdampfereinheit nur einen Steigkanal aufweist, der jedoch ein maximal mögliches Volumen bei gleichzeitigem Erhalt der Kapillarkraft bietet, so dass eine möglichst große Menge Liquid zum Verdampferkopf gefördert werden kann. So wird der elektrisch betreibbare Heizwiderstand zu jeder Zeit mit ausreichend Liquid versorgt.
Der Spalt kann beispielsweise die Form eines Ringspalts, insbesondere eines kreisringförmigen Spalts haben.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Steigkanal an einem von dem Verdampferkopf minimal beabstandeten Ende des Steigkanals einen Bereich mit einem in Richtung des Verdampferkopfes zunehmenden Abstand von der Längsachse der Verdampfereinheit auf.
Dies bietet einerseits den technischen Vorteil, dass die Fördereinrichtung leichter an den Verdampferkopf angeschlossen werden kann, d.h. dass in dem Übergangsbereich der Fördereinrichtung und des Verdampferkopfes ausreichen Platz für die Aufnahme eines Heizwiderstandes sowie der dazugehörigen elektrischen Versorgungsleitungen vorhanden ist.
Andererseits werden in einer weiteren Ausführungsform eine oder mehrere Übergangsöffnungen in dem von dem Verdampferkopf minimal beabstandeten Bereich des Steigkanals angeordnet, dessen Abstand zu der Längsachse der Verdampfereinheit in Richtung des Verdampferkopfes zunimmt. Bei einer zu der Längsachse parallelen Projektion der Übergangsöffnung auf diesen zu der Längsachse schrägen Bereich des Steigkanals wird eine maximale Fläche für die Übergangsöffnung erzielt.
Dies wiederum führt dazu, dass gleichzeitig eine größere Menge des Liquids an dem Übergang zu dem Verdampferkopf bereitgestellt werden kann.
Eine Breite der Übergangsöffnung liegt in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdampfereinheit zwischen 0,8 mm und 1 ,2 mm.
Weist ein Steigkanal hingegen keinen solchen, schrägen Bereich auf, so entspricht die Fläche der Übergangsöffnung, die ebenfalls an dem zu dem Verdampferkopf minimal beabstandeten Ende des Steigkanals angeordnet ist, lediglich dem Querschnitt des Steigkanals. Als Folge kann nur eine geringere Liquidmenge an der Übergangsöffnung zur Verfügung gestellt werden. Das Risiko eines Dry-Hits steigt.
Zudem wäre denkbar, die Übergangsöffnung an einer Innenwandfläche des Steigkanals anzuordnen. Je größer in diesem Fall die Übergangsöffnung jedoch gewählt wird, desto geringer ist die Kapillarfähigkeit des Steigkanals. Zudem ist der Anschluss von der Übergangsöffnung an den Verdampferkopf erschwert, sodass dies keine bevorzugte Anordnung der Übergangsöffnungen darstellt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Verdampfereinheit mindestens eine Watteaufnahme zur Aufnahme einer Watte auf, die an die Übergangsöffnungen der Fördereinrichtung anschließt und wobei die Watteaufnahme eine Fluidverbindung für das Liquid von der Übergangsöffnung in den Verdampferkopf bildet. Durch die in der vorigen Ausführungsform beschriebenen großflächigen Ausgestaltungen der Übergangsöffnungen kann die Watteaufnahme ebenfalls entsprechend groß gestaltet werden.
In einer Ausführungsform weist die Watteaufnahme eine gebogene, langlochartige Ausnehmung auf, die sich vorzugsweise um mindestens 90° um eine Längsachse der Verdampfereinheit erstreckt und in welcher eine Watte anordenbar ist. Auf diese Weise wird eine möglichst große Auflagefläche für die Watte ermöglicht, sodass gleichzeitig möglichst viel Liquid, welches an der Übergangsöffnung zur Verfügung gestellt wird, zu dem Heizwiderstand transportiert wird. Die Watteaufnahme ist mit einer Watte, insbesondere einem Strang aus Watte, befüllbar, wobei die Watte aufgrund von Adhäsionskräften die an der Übergangsöffnung bereitgestellte Liquidmenge zu dem elektrisch betreibbaren Heizwiderstand fördert. Zu diesem Zweck wird die Watte in einer Ausführungsform so angeordnet, dass sie sich in der Watteaufnahme und aus der Watteaufnahme heraus bis zu dem Heizwiderstand erstreckt.
Erfindungsgemäß ist die Watte kein Bestandteil der Fördereinrichtung, wie beispielsweise bei verschiedenen Verdampfereinheiten, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, sondern lediglich ein Liquidträger für den Liquidtransport von der Übergangsöffnung zu dem Heizwiderstand.
In einer Ausführungsform sind die Watteaufnahme und ein der Watteaufnahme zugewandtes Ende des Tanks derart ausgestaltet, dass eine Tankentlüftung gewährleistet ist. Dadurch kann ein Druckausgleich stattfinden, sodass einerseits ein Überdruck beim Befüllen des Tanks mit Liquid und andererseits ein Unterdrück beim Entleeren des Tanks durch Ansaugen des Liquids über den Steigkanal ausgeglichen wird. Ebenso können Luftblasen, die sich mit zunehmender Entleerung im Tank bilden können, entweichen und behindern somit nicht den Liquidfluss.
In einerweiteren Ausführungsform weist die Verdampfereinheit mindestens einen Einlaufkanal auf, wobei der Einlaufkanal eine Fluidverbindung für das Liquid von der Einlauföffnung in den Steigkanal bildet. Mit anderen Worten, das Liquid läuft nicht direkt aus dem Tank in den Steigkanal sondern zunächst in den dazwischen befindlichen Einlaufkanal.
In einerweiteren Ausführungsform der Verdampfereinheit ist die Einlauföffnung derart angeordnet, dass sie sich in einer von dem Verdampferkopf maximal beabstandeten Innenwandfläche des Tanks befindet, vorzugsweise in einem Boden des Tanks. Der Einlaufkanal ist entsprechend ebenfalls maximal von dem Verdampferkopf beabstandet, vorzugsweise unterhalb des Bodens des Tanks angeordnet.
In dieser Ausführungsform verläuft der Einlaufkanal im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Verdampfereinheit sowie im Wesentlichen parallel zu dem Boden des Tanks. Das Spaltmaß des Einlaufkanals erstreckt sich dabei ebenfalls im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Verdampfereinheit. Diese Anordnung der Einlauföffnung und des Einlaufkanals bietet den Vorteil, dass der Tank der Verdampfereinheit vollständig geleert werden kann, bevor ein Nachfüllen des Liquids erforderlich wird. Zudem wird die Förderung des Liquids im Steigkanal durch den hydrostatischen Druck des Liquids im Tank unterstützt.
In einer weiteren Ausgestaltung der beiden zuvor genannten Ausführungsformen ist der Einlaufkanal so ausgestaltet, dass er als scheibenförmiger, die Längsachse umgebender Spalt ausgebildet ist, der sich in einem maximalen Abstand zu dem Verdampferkopf unterhalb des Bodens befindet. Das Spaltmaß des Einlaufkanals erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Verdampfereinheit. Ähnlich zu der Ausführungsform des Steigkanals als umlaufenden Spalt bietet dies den Vorteil, dass ein möglichst großes Volumen des Einlaufkanals erzielt werden kann, so dass während dem Betrieb der elektrischen Zigarette eine ausreichende Menge des Liquids gefördert wird.
Das Spaltmaß des Einlaufkanals kann so gewählt werden, dass das Liquid entweder aufgrund von Kapillarkräften oder aufgrund der Schwerkraft oder aufgrund von beidem gefördert wird. Bei der Wahl des Spaltmaßes zwischen 0,15 mm und 0,45 mm, vorzugsweise zwischen 0,25 mm und 0,35 mm, so dass Kapillarkräfte wirken, besteht der Vorteil, dass das Liquid unabhängig von der Orientierung der elektrischen Zigarette im Raum aus dem Tank in den Steigkanal förderbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform hat der Einlaufkanal ein Spaltmaß, welches zur Längsachse der Verdampfereinheit hin zunimmt. Mit anderen Worten ist der Einlaufkanal trichterförmig ausgebildet, wodurch die Kapillarkräfte, durch welche das Liquid in den Steigkanal gezogen wird, unterstützt werden.
In einerweiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Einlaufkanal so ausgestaltet, dass er über mindestens eine Öffnung in der äußeren Innenwandfläche des Steigkanals mit dem Steigkanal verbunden ist, sofern der Steigkanal als umlaufender Spalt ausgeführt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Öffnung zwischen Einlaufkanal und Steigkanal so ausgestaltet, dass sie ein die Längsachse ringförmig umgebender Schlitz in der äußeren Innenwandfläche des Steigkanals ist. Auch hier ergibt sich, wie bei der Ausgestaltung der Übergangsöffnungen zwischen Steigkanal und Verdampferkopf, der Vorteil einer maximal möglichen Durchlassfläche der Öffnung, wodurch ein gleichmäßiger und ausreichender Liquidfluss sichergestellt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser der Einlauföffnung und/oder der Übergangsöffnung so gewählt, dass er größer ist als das Spaltmaß des Steigkanals und/oder des Einlaufkanals. Diese Ausgestaltungsform trägt ebenfalls dem Umstand Rechnung, dass eine möglichst große Liquidmenge gefördert werden soll, jedoch gleichzeitig die Kapillarkräfte des Steig- und/oder des Einlaufkanals ausreichend groß sein müssen, um eine ausreichende Liquidmenge aus dem Tank in den Verdampferkopf fördern zu können.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Oberfläche des Steigkanals, gebildet aus der Gesamtzahl aller Innenwandflächen des Steigkanals, strukturell und materiell derart beschaffen, dass sich, wenn keine Kapillarkraft wirkt, bei einem Kontakt des Liquides mit einer ebenen, flächig ausgedehnten Oberfläche des Steigkanals ein makroskopischer Kontaktwinkel zwischen dem Liquid und der Oberfläche des Steigkanals ausbildet, insbesondere ein makroskopischer Kontaktwinkel von 40° oder mehr.
Dieses Merkmal unterscheidet den erfindungsgemäßen Spalt von einer Fördereinrichtung in Form eines Dochtes. Betrachtet man den Docht als Ganzes, so weist dieser eine poröse Oberflächenstruktur auf. Dies gilt sowohl bei einer Watte, einem Edelstahlseil als auch einem Edelstahlsiebgeflecht. Im Falle einer porösen Oberfläche bildet sich kein makroskopischer Kontaktwinkel zwischen dem Liquid und der flächig ausgedehnten Oberflächenstruktur des Dochtes aus. Im Gegenteil sind die Adhäsionskräfte in diesem Fall so stark, dass sich eine vollständige Benetzung ausbildet.
Bei der vorliegenden Erfindung hingegen ist der Steigkanal derart beschaffen, dass sich, wenn keine Kapillarkraft wirkt, bei einem Kontakt des Liquids mit einer makroskopischen Oberfläche des Materials des Steigkanals keine vollständige Benetzung ausbildet.
Die Innenwandflächen des Steigkanals weisen aus diesem Grund eine gemittelte Rautiefe Rz von höchstens 4,5 pm auf.
Des Weiteren ist in einer Ausführungsform der Tank ringförmig um den Steigkanal angeordnet. Zudem kann der Tank wieder befüllt werden, wodurch zusätzlich der Abfall reduziert wird.
Zudem weist der erfindungsgemäße Verdampferkopf eine Aufnahme für einen elektrisch betreibbaren Heizwiderstand auf. Diese Aufnahme bietet die Möglichkeit einer mechanischen Befestigung des Heizwiderstandes in dem Verdampferkopf beispielsweise durch eine Klemmvorrichtung. Gleichzeitig stellt die Aufnahme eine Schnittstelle für die elektrische Versorgung des Heizwiderstandes bereit.
In einer Ausführungsform ist ein Heizwiderstand mit der Aufnahme verbunden. Dieser Heizwiderstand kann in Form einer Spirale ausgestaltet sein. Als Material für den Heizwiderstand kommen entsprechende Metalle wie Edelstahl oder Metalllegierungen wie Chrom-Nickel-Verbindungen zum Einsatz, die einen hohen spezifischen Widerstand aufweisen und den elektrischen Strom effizient in Wärme umwandeln.
In einerweiteren Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Verdampferkopf an einer Stromquelle angeschlossen, wobei sich die Stromquelle in einem maximalen Abstand zum dem Verdampferkopf befindet. Die Stromquelle steht in einer elektrisch leitenden Verbindung mit der Aufnahme für den Heizwiderstand in dem Verdampferkopf. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibungen einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich. In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils einer elektrischen Zigarette mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verdampfereinheit parallel zu der Längsachse der Verdampfereinheit.
Figur 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils einer elektrischen Zigarette mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verdampfereinheit senkrecht zu der Längsachse der Verdampfereinheit in der Mitte der Fördereinrichtung.
Figur 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils einer elektrischen Zigarette mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verdampfereinheit senkrecht zu der Längsachse der Verdampfereinheit im Bereich der Watteaufnahme.
Figur 4 ist eine schematische, dreidimensionale Explosionsansicht eines Teils einer elektrischen Zigarette mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verdampfereinheit.
Figur 5 ist eine schematische Skizze einer elektrischen Zigarette.
Gemäß der Figuren 1 bis 3 weist die Verdampfereinheit 1 einen konzentrisch um die Längsachse 16 angeordneten Tank 2 auf, in welchem das Liquid aufnehmbar ist. Am Boden 14 des Tanks 2 befindet sich eine Einlauföffnung 5, die eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Tank 2 in den Einlaufkanal 13 bildet. Der senkrecht zur Längsachse 16 verlaufende Einlaufkanal 13 ist durch eine Öffnung 15 mit dem Steigkanal 4 verbunden, so dass das Liquid von dem Einlaufkanal 13 in dem Steigkanal 4 fließt.
Der Tank 2 weist an einem dem Einlaufkanal 13 abgewandten Ende eine Tankentlüftung 20 auf. Dadurch kann ein Druckausgleich stattfinden, sodass einerseits ein Überdruck beim Befüllen des Tanks mit Liquid und andererseits ein Unterdrück beim Entleeren des Tanks durch Ansaugen des Liquids über den Steigkanal ausgeglichen wird. Ebenso können über die Tankentlüftung 20 Lufteinschlüsse aus dem Tank 2 über eine Watteaufnahme 11 entweichen.
Der Einlaufkanal 13 ist als scheibenförmiger, die Längsachse 16 umgebender Spalt unterhalb des Bodens 14 des Tanks 2 ausgebildet und verläuft im Wesentlichen parallel zu dem Boden 14 des Tanks 2. Das Spaltmaß des Einlaufkanals 13 wird durch den Abstand der Innenwandflächen des Einlaufkanals 13 definiert und verläuft im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 16 der Verdampfereinheit 1. Darüber hinaus nimmt das Spaltmaß des Einlaufkanals 13 zu der Längsachse 16 hin zu.
Der Einlaufkanal 13 ist über eine Öffnung in der äußeren Innenwandfläche 8 des Steigkanals 4 mit dem Steigkanal 4 verbunden. Die Öffnung zwischen Einlaufkanal 13 und Steigkanal 4 ist so ausgestaltet, dass sie ein die Längsachse 16 ringförmig umgebender Schlitz in der äußeren Innenwandfläche 8 des Steigkanals 4 ist.
Der Steigkanal 4 weist zwei sich gegenüberliegende Innenwandflächen 7 und 8 auf, wobei eine innere Innenwandfläche 7 und eine äußere Innenwandfläche 8 derart konzentrisch um die Längsachse 16 der Verdampfereinheit 1 angeordnet sind, dass der Steigkanal 4 als umlaufender, kreisringförmiger Spalt ausgestaltet ist. Der Steigkanal 4 weist zudem ein definiertes und konstantes Spaltmaß 9 auf. Das Spaltmaß 9 ist definiert als der Abstand zwischen der inneren Innwandfläche 7 und der äußeren Innenwandfläche 8. Das Spaltmaß 9 ist über die gesamte Länge des Steigkanals 4 im Wesentlichen konstant.
Zudem nimmt der Abstand des Steigkanals 4 zu der Längsachse 16 in einer Richtung zu dem Verdampferkopf 3 hin zu, wobei sich in diesem sich zu der Längsachse 16 schrägen Bereich 12 des Steigkanals 4 die Übergangsöffnungen 6 befinden.
An diese Übergangsöffnungen 6 ist eine Watteaufnahme 11 angeschlossen, so dass das in dem Steigkanal 4 aufgestiegene Liquid durch die Übergangsöffnung 6 und einer in der Watteaufnahme 11 einbringbaren Watte in den Verdampferkopf 3 befördert werden kann.
In dem Verdampferkopf 3 befindet sich eine Heizspirale 10, in deren Umgebung die Watte angeordnet ist, die von der Übergangsöffnung 6 durch die Watteaufnahme 11 bis hin zur Heizspirale 10 geführt wird. Die Watte nimmt das an der Übergangsöffnung 6 bereitgestellte Liquid auf und befördert es zu der Heizspirale 10.
Figur 4 zeigt eine Explosionsansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampferkopfes 3. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Watteaufnahme 11 eine gebogene, langlochartige Ausnehmung auf, die sich um 180° um die Längsachse 16 der Verdampfereinheit 1 erstreckt und an die Übergangsöffnung 6 anschließt. In der Watteaufnahme 11 wird vor Inbetriebnahme der elektrischen Zigarette 17 eine Watte eingebracht, die auf einer blütenförmigen Struktur, die die Ausnehmungen für die Tankentlüftung 20 bildet, aufliegt und sich von der Watteaufnahme 11 bis zur Heizspirale 10 erstreckt und somit das Liquid von der Übergangsöffnung 6 zu der Heizspirale 10 transportiert, an welcher das Liquid verdampft wird.
Figur 5 zeigt eine schematische Skizze einer elektrischen Zigarette 17 mit einer erfindungsgemäßen Verdampfereinheit 1 , einer Spannungsversorgung 19, einem Luftströmungskanal und einem Mundstück 18. Die Spannungsversorgung 19 ist über eine elektrische Verbindung mit der Heizspirale 10 verbunden, so dass die Heizspirale 10 bei einem Stromfluss erwärmt werden kann. Durch einen Luftströmungskanal wird Luft an der erwärmten Heizspirale 10 entlang geführt, die der Anwender durch ein Mundstück 18 anzieht.
Da gleichzeitig das durch die erfindungsgemäße Fördereinrichtung bereitgestellte Liquid an der Heizspirale 10 verdampft wird, atmet der Anwender einen entsprechenden Dampf des Liquides ein, wenn er an dem Mundstück 18 zieht.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung dagegen verzichtet.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Worte „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „einer“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht. Bezugszeichenliste
1 Verdampfereinheit
2 Tank
3 Verdampferkopf
4 Steigkanal
5 Einlauföffnung
6 Übergangsöffnung
7 innere Innenwandfläche
8 äußere Innenwandfläche
9 Spaltmaß
10 Heizspirale
11 Watteaufnahme
12 Bereich mit zunehmendem Abstand zur Längsachse
13 Einlaufkanal
14 Boden des Tanks
15 Öffnung
16 Längsachse
17 elektrische Zigarette
18 Mundstück
19 Spannungsversorgung
20 Tankentlüftung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verdampfereinheit (1 ) für eine elektrische Zigarette (17) aufweisend einen Tank (2), wobei der Tank (2) derart ausgestaltet ist, dass ein Liquid in dem Tank (2) aufnehmbar ist, einen Verdampferkopf (3) mit einer Aufnahme für einen elektrisch betreibbaren Heizwiderstand (10) und eine Fördereinrichtung zum Fördern des Liquids aus dem Tank (2) in den Verdampferkopf (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung einen Steigkanal (4), mindestens eine Einlauföffnung (5) und mindestens eine Übergangsöffnung (6) aufweist, wobei die Einlauföffnung (5) eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Tank
(2) in den Steigkanal (4) bildet, wobei die Übergangsöffnung (6) eine Fluidverbindung für das Liquid von dem Steigkanal (4) in den Verdampferkopf (3) bildet und wobei der Steigkanal (4) mindestens zwei sich gegenüberliegende Innenwandflächen (7, 8) aufweist, wobei die Innenwandflächen (7, 8) derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass der Steigkanal (4) ein definiertes Spaltmaß (9) aufweist und das Liquid in dem Steigkanal (4) von einer Kapillarkraft von der Einlauföffnung (5) zu der Übergangsöffnung (6) gefördert wird. Verdampfereinheit nach Anspruch 1 , wobei das Spaltmaß (9) des Steigkanals (4) mindestens 0,15 mm, bevorzugt mindestens 0,25 mm beträgt. Verdampfereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenwandflächen (7, 8) des Steigkanals (4) eine innere Innenwandfläche (7) und eine äußere Innenwandfläche (8) aufweisen, wobei die eine innere Innenwandfläche (7) und eine äußere Innenwandfläche (8) derart konzentrisch um eine Längsachse (16) der Verdampfereinheit (1) angeordnet sind, dass der Steigkanal (4) als umlaufender Spalt ausgestaltet ist. Verdampfereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steigkanal (4) an einem von dem Verdampferkopf
(3) minimal beabstandeten Ende des Steigkanals
(4) einen Bereich mit einem in Richtung des Verdampferkopfes (3) zunehmenden Abstand von der Längsachse (16) der Verdampfereinheit (1) aufweist.
5. Verdampfereinheit (1) nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine Übergangsöffnung (6) in dem Bereich des Steigkanals (4) mit dem in Richtung des Verdampferkopfes (3) zunehmenden Abstand von der Längsachse (16) angeordnet ist.
6. Verdampfereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdampfereinheit (1) weiterhin mindestens eine Watteaufnahme (11) zur Aufnahme einer Watte aufweist, wobei die Watteaufnahme (11) eine Fluidverbindung für das Liquid von der Übergangsöffnung (6) in den Verdampferkopf (3) bildet.
7. Verdampfereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdampfereinheit (1) mindestens einen Einlaufkanal (13) aufweist, wobei der Einlaufkanal (13) eine Fluidverbindung für das Liquid von der Einlauföffnung (5) in den Steigkanal (4) bildet.
8. Verdampfereinheit (1) nach Anspruch 7, wobei der Einlaufkanal (13) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass das Liquid in dem Einlaufkanal (13) von einer Kapillarkraft von der Einlauföffnung (5) in den Steigkanal (4) gefördert wird.
9. Verdampfereinheit (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die mindestens eine Einlauföffnung (5) in einer von dem Verdampferkopf (3) maximal beabstandeten Innenwandfläche des Tanks (2), vorzugsweise in einem Boden des Tanks (14), angeordnet ist.
10. Verdampfereinheit (1) nach Anspruch 9, wobei der Einlaufkanal (13) als scheibenförmiger, die Längsachse (16) umgebender Spalt ausgebildet ist.
11. Verdampfereinheit (1) nach einem der Ansprüche 7-10 soweit von Anspruch 3 abhängig, wobei der Einlaufkanal (13) über mindestens eine Öffnung (15) in der äußeren Innenwandfläche (8) des Steigkanals (4) mit dem Steigkanal (4) verbunden ist.
12. Verdampfereinheit (1) nach Anspruch 11 , wobei die Öffnung (15) ein die Längsachse (16) ringförmig umgebender Schlitz in der äußeren Innenwandfläche des Steigkanals (4) ist.
13. Verdampfereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der mindestens einen Einlauföffnung (5) und/oder der mindestens einen Übergangsöffnung (6) größer ist als das Spaltmaß (9) des Steigkanals (4) und/oder des Einlaufkanals
14. Verdampfereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Spaltmaß (9) des Steigkanals (4) gleich 0,45 mm oder kleiner, bevorzugt gleich 0,35 mm oder kleiner ist.
15. Verdampfereinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Oberfläche des Steigkanals (4), gebildet aus der Gesamtzahl aller Innenwandflächen (7, 8) des Steigkanals (4), strukturell und materiell derart beschaffen ist, dass sich, wenn keine Kapillarkraft wirkt, bei einem Kontakt des Liquides mit einer ebenen, flächig ausgedehnten Oberfläche des Steigkanals (4) ein makroskopischer Kontaktwinkel zwischen dem Liquid und der Ober- fläche des Steigkanals (4) ausbildet, insbesondere ein makroskopischer Kontaktwinkel von
40° oder größer.
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