(57)【要約】【課題】改善された結合可能性を有する蒸発器ヘッドを提供する。【解決手段】特に電子タバコ製品用の吸入器のための蒸発器ヘッド１であって、液体を導く少なくとも１つの貫通通路と、発熱体６０の入口側６１に配置された多孔性の、及び／又は毛管状のウィック構造１９とを有する、電気的に動作可能な発熱体６０を備えた発熱体−ウィック構造−構成体２０と、該発熱体−ウィック構造−構成体２０を保持するための支持プレート２３とを含む、前記蒸発器ヘッドにおいて、当該蒸発器ヘッド１が液体を導く細管８２を備えており、該細管８２が、好ましくは突出した突き刺し範囲８３を備えている。【選択図】図１
2020005640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に電子タバコ製品用の吸入器（２７）のための蒸発器ヘッド（１）であって、
−液体を導く少なくとも１つの貫通通路（６２）と、発熱体（６０）の入口側（６１）に配置された多孔性の、及び／又は毛管状のウィック構造（１９）とを有する、電気的に動作可能な発熱体（６０）を備えた発熱体−ウィック構造−構成体（２０）と、
−該発熱体−ウィック構造−構成体（２０）を保持するための支持プレート（２３）と
を含む、前記蒸発器ヘッドにおいて、
−当該蒸発器ヘッド（１）が液体を導く細管（８２）を備えており、該細管が、好ましくは突出した突き刺し範囲（８３）を備えていることを特徴とする蒸発器ヘッド。
【請求項２】
−前記ウィック構造（１９）及び／又は前記発熱体（６０）が前記細管（８２）の固定側（８４）に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項３】
−前記ウィック構造（１９）が少なくとも部分的に前記細管（８２）内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項４】
−前記発熱体−ウィック構造−構成体（２０）が層構成体として形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項５】
−前記細管（８２）が、固定側（８４）と突き刺し側（８５）の間で延びるジャケット（９０）を備えており、
−該ジャケット（９０）が、前記発熱体−ウィック構造−構成体（２０）の少なくとも一部を広範囲に、特に密閉するように包囲している
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項６】
−前記突き刺し範囲（８３）が、外部の部分、特に液体貯留部（１８）へ突き刺すために形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項７】
−前記突き刺し範囲（８３）が刃部（８６）を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項８】
−支持プレート（２３）が貫通開口部（２５）を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項９】
−前記発熱体−ウィック構造−構成体（２０）が、少なくとも部分的に前記支持プレート（２３）の前記貫通開口部（２５）を通って延在していることを特徴とする請求項８に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項１０】
−当該蒸発器ヘッド（１）が、外部の部分、特に液体貯留部（１８）において係止するための係止要素（８７）を含んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項１１】
−当該蒸発器ヘッド（１）、特に前記支持プレート（２３）に吸口部（１０１）を固定可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項１２】
−前記細管（８２）が金属から成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項１３】
−前記発熱体（６０）が微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）であり、及び／又はケイ素を基礎としたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）。
【請求項１４】
タンクハウジング（１０２）を含む液体貯留部（１８）において、
−前記タンクハウジング（１０２）が、細管（８２）によって突き刺し可能に形成されていることを特徴とする液体貯留部。
【請求項１５】
−当該液体貯留部（１８）の前記タンクハウジング（１０２）が、刺し込みシール（１０３）を含んでいることを特徴とする請求項１４に記載の液体貯留部（１８）。
【請求項１６】
−前記液体貯留部（１８）が、少なくとも部分的に、細管（８２）によって突き刺し可能な合成樹脂及び／又は金属、特にアルミニウムで形成されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の液体貯留部（１８）。
【請求項１７】
−当該液体貯留部（１８）が、外部の部分、特に蒸発器ヘッド（１）の特に回転運動によって係止するための係止装置（１０５）を含んでいることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の液体貯留部（１８）。
【請求項１８】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）と、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の液体貯留部（１８）とを含む消費ユニット（１００）において、
−前記蒸発器ヘッド（１）が、使用準備された当該消費ユニット（１００）を製造するために、前記細管（８２）でもって前記液体貯留部（１８）へ刺し込み可能であることを特徴とする消費ユニット。
【請求項１９】
当該消費ユニット（１００）が吸口部（１０１）を備えていることを特徴とする請求項１８に記載の消費ユニット（１００）。
【請求項２０】
−前記蒸発器ヘッド（１）の前記支持プレート（２３）が前記吸口部（１０１）に固定されていることを特徴とする請求項１９に記載の消費ユニット（１００）。
【請求項２１】
−前記細管（８２）が、使用準備された状態において前記吸口部（１０１）に埋設されていることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の消費ユニット（１００）。
【請求項２２】
−前記支持プレート（２３）が、使用準備された状態において前記液体貯留部（１８）の前記タンクハウジング（１０２）と面一となっていることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の消費ユニット（１００）。
【請求項２３】
−前記蒸発器ヘッド（１）が、使用準備された状態において前記液体タンク（１０４）を液密に密閉していることを特徴とする請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の消費ユニット（１００）。
【請求項２４】
−前記支持プレート（２３）が、使用準備された状態において、前記液体貯留部（１８）の前記タンクハウジング（１０２）を完全で液密な液体タンク（１０４）へ補足していることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の消費ユニット（１００）。
【請求項２５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）、請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の消費ユニット（１００）及び／又は請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の液体貯留部（１８）と、当該吸入器（２７）の電気的な構成要素へ給電するための電気的なエネルギー貯蔵部（１４）を有する基礎部分（１６）とを有する吸入器（２７）。
【請求項２６】
吸入器（２７）用の使用準備された消費ユニット（１００）を製造する方法において、
以下のステップ：
−請求項１〜１３のいずれか１項に記載の蒸発器ヘッド（１）を提供するステップと、
−請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の液体貯留部（１８）を提供するステップと、
−前記蒸発器ヘッド（１）の前記細管（８２）を前記液体貯留部（１８）の前記タンクハウジング（１０２）へ刺し込むステップと
を行うことを特徴とする方法。
【請求項２７】
以下のステップ：
−前記蒸発器ヘッド（１）を、特に回転運動によって前記液体貯留部（１８）に係止するステップ
を行うことを特徴とする、請求項２６に記載の使用準備された消費ユニット（１００）を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電子タバコ製品用の吸入用の蒸発器ヘッドであって、液体を導く少なくとも１つの貫通通路と、発熱体の入口側に配置された多孔性の、及び／又は毛管状のウィック構造とを有する、電気的に動作可能な発熱体を備えた発熱体−ウィック構造−構成体と、該発熱体−ウィック構造−構成体を保持するための支持プレートとを含む、前記蒸発器ヘッドに関するものである。本発明は、消費ユニット、液体貯留部、吸入器及び使用準備された消費ユニットを製造する方法に関するものでもある。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、ウィック−コイル原理に基づく吸入器及び特に電子タバコ製品が知られている。蒸発器ユニットあるいは蒸発器ヘッドには、液体が液体貯留部から加えられ、この液体は、発熱体によって蒸発されるとともに、蒸気及び／又はエアロゾルとして空気流へ加えられる。しばしば、ウィック−コイル原理に基づく蒸発器ユニットにより、例えば不均等な蒸発、気泡形成、局所的な過熱、乾燥動作及び汚染につながる。
【０００３】
従来技術では、吸入器は、開放された、又は閉鎖された液体貯留部を含んでいる。
【０００４】
開放タンクシステムでは、ユーザは、リキッドあるいは液体を再充填することができる。この場合、リキッドの種類についての管理及び使用がユーザに課される。蒸発器ヘッドは、定期的な消費（使用）において交換される必要がある。なぜなら、とりわけウィック構造が、発熱体の直近における局所的な過熱に基づき残留物により汚れてしまい、エアロゾルの風味が大きく変化してしまうためである。また、開放タンクシステムを有する吸入器は、適宜の液体を用いることで不適切に用いられることがあり、これにより、消費者の健康リスクがもたらされ得る。
【０００５】
当該欠点は、閉鎖タンクシステムによって解消される。閉鎖タンクシステムでは、リキッドあるいは液体で満たされた液体貯留部をカートリッジと、液体貯留部から取外し不能な蒸発器ヘッドとをカートリッジが含んでいる。カートリッジは、ユーザにより使い切られるか、あるいは完全に蒸発され、つづいて、蒸発器ヘッドが、残留物が付着してない状態及び／又は動作可能であっても廃棄処理される。蒸発器ヘッドが液体貯留部に取外し不能に結合されていることにより、カートリッジ全体の廃棄処理のみが可能となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の基礎となる課題は、改善された結合可能性を有する蒸発器ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、課題を解決するために、独立請求項１による蒸発器ヘッドを提案する。
【０００８】
本発明によれば、蒸発器ヘッドは液体を導く細管を備えており、当該細管は、好ましくは突出した突き刺し範囲を備えている。液体を導く細管は、蒸発器ヘッドと外部の部分、特に液体タンクあるいは液体貯留部の間の連通を形成する、容易に操作可能な可能性である。液体を導く細管により、液体貯留部は、穴あけされることが可能であるとともに、液体を蒸発器ヘッドへ供給することが可能である。液体貯留部からの液体をウィック構造及び／又は発熱体へ搬送することができるように、液体貯留部からの液体は、細管を通って突き刺し範囲から発熱体−ウィック構造−構成体へ搬送可能である。細管を外部の部分、例えば液体タンクへ刺し込むことができるように、突き刺し範囲は、有利には蒸発器ヘッドを越えて突出している。
【０００９】
本発明により、消費者は、蒸発器ヘッド及び液体貯留部を有する使用準備されたユニットを容易に形成することができるとともに、蒸発器ヘッドを容易に交換することが可能である。したがって、蒸発器ヘッドを、交換蒸発器ヘッドとも呼ぶことができる。
【００１０】
本発明による細管は、特にチューブ状であるが、特に例えば円形の断面形状に限定されているわけではなく、考えられる適切な全ての断面形状を含んでいる。
【００１１】
細管は有利には両側で開放されたチューブであり、当該チューブを通って液体を搬送することが可能である。１つの開放された側あるいは突き刺し側では、細管が突き刺し範囲を備えており、突き刺し範囲と対向する他の開放された側あるいは固定側では、細管が搬送プレート及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体に固定されている。有利には、両側の間、すなわち突き刺し側と固定側の間では、液体を導く通路が細管内で延在しており、当該通路では、液体を突き刺し範囲あるいは突き刺し側からウィック構造、発熱体及び／又は固定側へ搬送可能である。
【００１２】
細管は、固定側において、支持プレート及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体に固定されている。細管と支持プレートあるいは発熱体−ウィック構造−構成体との間の固定は、例えば支持プレートの貫通開口部における通路の挟着、支持プレート又は発熱体−ウィック構造−構成体に配置された挟着要素との細管の挟着、接着及び／又は溶接であり得る。一実施形態では、支持プレート及び細管は一部材で形成されており、すなわち、支持プレート及び細管は、同一の材料で構成されているとともに、共に１つの部分を形成している。好ましくは、細管は、ユーザによって、取外し不能に支持プレート及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体に固定されている。
【００１３】
細管の有利な方向付けを保証するために、細管は、好ましくは少なくとも局所的に平坦な支持プレートと有利には例えば３０〜９０°の角度、好ましくは４５〜９０°の角度、更に好ましくは９０°の角度をなしている。
【００１４】
好ましい実施形態では、信頼性のある液体の搬送を達成するため、ウィック構造及び／又は発熱体を支持プレートによって保持可能に配置することができるように、及び／又は蒸発された液体がエアロゾルあるいは蒸気として出口側で有利に加えられることができるように、ウィック構造及び／又は発熱体は、細管の固定側に配置されている。有利には、ウィック構造は、細管の長さに関して例えば少なくとも２５％、好ましくは５０％、更に好ましくは少なくとも７５％細管内へ延在することが可能である。しかし、他の実施形態では、ウィック構造は、細管全体を通って延在することも可能である。この実施形態では、発熱体−ウィック構造−構成体は細管あるいはチューブの一端に配置されている一方、他の自由端は、液体貯留部からの液体を収容することができるように開放されたままとなっている。
【００１５】
有利には、蒸発器ヘッドの有効な構造及び信頼性のある液体搬送を可能とするために、ウィック構造は、少なくとも部分的に細管の内部に配置されている。細管内でのウィック構造の配置は、発熱体−ウィック構造−構成体の有利な保持に寄与し得る。
【００１６】
好ましくは、コンパクトな構造及びエラーのない機能を促進するために、発熱体−ウィック構造−構成体は層構成体として形成されている。層構成体は、発熱体及びウィック構造を含んでおり、ウィック構造は、発熱体の入口側に配置されている。発熱体及びウィック構造は、それぞれ層構成体の少なくとも１つの層を形成している。有利には、層構成体を特にコンパクトかつ安定的に形成するために、及び／又は液体の毛管式の搬送を可能とするために、発熱体及びウィック構造は互いに平面的に接触する。有利には、液体は、ウィック構造によって発熱体の入口側を介して層構成体へ搬送可能であるとともに、発熱体により蒸発可能である。層構成体は、分離可能又は分離不能にまとめられた複数の層を含むことができる。発熱体及び／又はウィック構造は、ここでも複数の層を含むことが可能である。層構成体は、例えばウィック構造及び発熱体を結合するための、液体搬送に影響を与えるための、及び／又は機械的な安定化のための別の層を含むことが可能である。
【００１７】
細管が、固定側と突き刺し側の間で延びるジャケットを備えており、このジャケットが発熱体−ウィック構造−構成体の少なくとも一部を広範囲に、特に密閉するように包囲していれば有利である。ジャケットは、内側を有しているとともに、液体を導く細管の通路を画定している。
【００１８】
有利には、発熱体−ウィック構造−構成体はジャケットに接触し、発熱体−ウィック構造−構成体は、少なくとも部分的にジャケットの内側に当接することが可能である。発熱体−ウィック構造−構成体は、コントロールされた液体搬送を可能とするために、有利にはジャケットに大部分で接触している。細管は、固定側と突き刺し側の間で延びる長手軸線を備えている。ジャケットは、チューブ状に、又は中空円筒状に、長手軸線に対して平行に延在している。
【００１９】
好ましくは、外部の部分、特に液体貯留部あるいは液体タンクへの単純な水力学的な、あるいは液体を導くような結合を提供することができるように、突き刺し範囲は、外部の部分、特に液体貯留部へ突き刺すように形成されている。
【００２０】
有利には、突き刺し範囲は、液体貯留部への細管の確実な、信頼性をもった、清潔な侵入、突き刺しあるいは切り込みを可能とするために、刃部を備えている。一実施形態では、細管は、突き刺し範囲において先端部を備えている。細管は、消費者についてのけがのおそれを低減するために、丸みをもって形成されることも可能である。
【００２１】
好ましくは、支持プレートは貫通開口部を備えており、当該貫通開口部には、発熱体−ウィック構造−構成体及び／又は細管は保持されることができ、液体は、貫通開口部を通って細管から発熱体へ搬送可能である。例えば、発熱体は、少なくとも部分的に貫通開口部内に配置されている。この場合、発熱体の出口側が支持プレートと面一（一直線）となることが可能である。他の例では、発熱体の出口側が支持プレートから突出している。
【００２２】
好ましくは、支持プレートに発熱体−ウィック構造−構成体を保持することができるように、及び有利には、ウィック構造及び／又は発熱体、特に出口側を方向付け、及び／又は配置することを許容するために、発熱体−ウィック構造−構成体は、少なくとも部分的に支持プレートの貫通開口部を通って延在している。
【００２３】
蒸発器ヘッドを液体貯留部と共に使用準備されたユニットへ結合されることができるように、蒸発器ヘッドが外部の部分、特に液体貯留部において係止するための係止要素を含んでいることが有利である。係止要素は、例えば磁気的なものであってよく、磁石を含むことができる。係止要素は、機械的なものであってよく、例えばクリップ、係合要素、クランプ、ブラケット、バネ、ネジ及び／又は他の機械的な係止要素を含むことができる。
【００２４】
係止要素は、消費者によって、破壊することなく取外し可能であり得る。この実施形態では、消費者は、例えば蒸発器ヘッドを交換及び／又は洗浄することができるように、蒸発器ヘッドを液体貯留部から損傷なく分離することが可能である。蒸発器ヘッドあるいは交換蒸発器は、どのくらい頻繁に蒸発器ヘッドが使用されたか、及び香味物質交換及び／又は作用物質交換が行われるかに依存して、例えば特にアルコールを基礎とする溶液を用いて、又は熱分解によって洗浄されることが可能である。洗浄後、蒸発器ヘッドは、新たな、あるいは他の液体貯留部へ接続されることが可能である。
【００２５】
係止要素は、消費者のための使用準備されたユニットの一回限りの取付を例えば製造者によって可能とするために、消費者によって取外し不能であり得る。
【００２６】
好ましくは、蒸発器ヘッドの効果的で味気ない標準化された実施形態を提供することができるように、細管は金属で構成されている。
【００２７】
好ましくは、ユーザの操作性及び／又は蒸発器ヘッド及び／又は吸口部の洗浄を容易にするために、吸口部は、蒸発器ヘッド、特に支持プレートに固定可能であるか、又は固定されている。蒸発器ヘッドは、吸口部を係止する係止要素を備えることが可能である。有利には、例えば細管によるけが及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体の汚染を防止するために、細管及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体は、細管及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体が使用準備された状態で吸口部に（特に完全に）埋設されている。
【００２８】
標準化され、効果的な製造を可能とするために、及び高い蒸気品質あるいはエアロゾル品質を提供することができるように、有利には、発熱体は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及び／又はケイ素を基礎としたものである。
【００２９】
液体を導くように、及び遊離には液密に、細管による突き刺し前に閉鎖された液密の液体貯留部を蒸発器ヘッドに結合することができるように、有利には、液体貯留部のタンクハウジングが細管によって突き刺し可能に形成されている。吸入器の誤用を防止するために、有利には、液体貯留部は、蒸発器ヘッドとの結合前に製造者側であらかじめ設定された液体を含んでいる。有利には、液体貯留部は、細管によって突き刺されるように、特定可能な、細管に割り当て可能な刺し込み部分に設置されている。
【００３０】
有利には、液体貯留部は、特に刺し込み部分において、刺し込み後、細管の取外しを可能とするシールを備えており、取外し後、液体貯留部は液密となっている。この実施形態では、消費者は、例えば、液体貯留部における液体の後の使用のために、及び／又は蒸発器ヘッドの洗浄のために、液体貯留部を蒸発器ヘッドから分離することが可能である。
【００３１】
液体貯留部の無損傷を例えば細管の刺し込み前に特定することができるように、好ましくは、液体容器のタンクハウジングが刺し込みシールを含んでいる。有利には、刺し込みシールは、液体容器への細管の刺し込み時に破壊されるように設置されている。有利には、刺し込みシールは、液体貯留部及び特にその中に含まれる香味物質及び／又は作用物質を有する液体の信頼性を示すものである。一実施形態では、刺し込みシールは、細管の刺し込み後に読み取り可能なままであり得る。刺し込みシールは、例えば、ロゴ、番号、検査数字、スキャン可能なコード、例えばバーコード、二次元コード及び／又は人間及び／又は機械によって読み取り可能な他の要素を含むことができる。
【００３２】
液体貯留部の製造及び単純な構造を可能とするために、好ましくは、液体貯留部は、少なくとも部分的に、細管によって突き刺し可能な合成樹脂及び／又は金属、特にアルミニウムで形成されている。液体貯留部は、例えば、合成樹脂から成る袋又はこのようなものを含むことが可能である。有利には、刺し込みシールは、細管により突き刺し可能な、残りのタンクハウジングの材料と同一又は異なり得る材料で構成されている。例えば、合成樹脂から成るタンクハウジング及び刺し込みシールは、アルミニウムキャップ、アルミニウムフィルム又は合成樹脂フィルムを含むことができ、これらアルミニウムキャップ、アルミニウムフィルム又は合成樹脂フィルムには、蒸発器ヘッドに固定された細管を刺し込むことが可能である。一実施例では、液体貯留部は、中空円筒として、特に合成樹脂で構成されている。
【００３３】
液体貯留部が外部の部分、特に蒸発器ヘッドの特に回転運動によって軽視するための係止装置を含むことが有利である。液体貯留部の係止装置は、液体貯留部及び蒸発器ヘッドが使用準備されたユニットを形成することができるように、蒸発器ヘッドの係止要素と協働するように設置されている。好ましくは、係止によって、液体貯蔵部と外部の部分の間に液密な結合が形成される。一実施形態では、外部の部分の液密な係止を達成するために、液密なシールのための少なくとも１つのシールあるいはシール要素が係止装置に割り当てられている。
【００３４】
係止装置は、例えば磁気的なものであり、及び／又は磁石を含むことができる。係止装置は、機械的なものであってよく、例えばクリップ、係合要素、クランプ、ブラケット、バネ、ネジ及び／又は他の機械的な係止装置を含むことができる。
【００３５】
係止装置は、消費者によって、破壊することなく取外し可能であり得る。この実施形態では、消費者は、蒸発器ヘッドを交換及び／又は洗浄することができるように、蒸発器ヘッドを液体貯留部から損傷なく分離することが可能である。
【００３６】
係止装置は、消費者のための使用準備されたユニットの一回限りの取付を例えば製造者によって可能とするために、消費者によって取外し不能であり得る。
【００３７】
単純かつ確実な態様で使用準備された消費ユニットを含むように少なくとも蒸発器ヘッド及び液体貯留部を製造することができるように、有利には、蒸発器ヘッドは、使用準備されたユニットを製造するための液体貯留部へ細管と共に刺し込み可能である。一実施形態では、消費ユニットがカートリッジとして吸入器へ、例えば消費ユニットを収容するために設けられた吸入器の開口部へ、例えば吸入器ハウジングの側で挿入可能であってよい。
【００３８】
有利には、ユーザのための消費ユニットが有利に操作可能であるように、消費ユニットは、吸口部を備えている。
【００３９】
有利には、蒸発器ヘッドの支持プレートは吸口部に固定されている。吸口部における蒸発器ヘッドの固定は、消費者によって破壊なく取外し可能であるか、又はこれに代えて取外し不能であってよい。吸口部は、一実施形態において、動作準備された吸入器の吸入器ハウジングの一部を形成することが可能である。
【００４０】
細管による消費者のけがのおそれを回避するために、有利には、細管は、使用準備された状態において、吸口部に特に完全に埋設されている。吸口部は、内部に細管が配置された中空円筒状の部分を備えることが可能である。有利には、細管が、吸口部の中空円筒状の部分の長手軸線に沿って配置されており、吸口部は、中空円筒状の部分において細管の長手軸線に対して同軸に延びている。液体貯留部は、吸口部の中空円筒状の部分へ挿入され、その際、細管によって突き刺されるように、設置されているか、あるいは寸法設定されている。円筒状という用語は、円形状の断面に限定されるものではなく、適宜の適切な断面を含み得る。
【００４１】
吸入器の吸入器ハウジングへの良好な取付性を可能とするために、及び／又はユーザを煩わせるエッジを有さないカートリッジを提供することができるように、好ましくは、支持プレートは、使用準備された状態で、液体貯留部のタンクハウジングと面一となっている。
【００４２】
使用時に液密なユニットを消費者に提供することができるように、有利には、支持プレートは、使用準備された状態で液体タンクを液密に密閉する。
【００４３】
液体貯留部を突き刺し後に細管と共に液密なユニットとして提供することができるように、好ましくは、支持プレートは、使用準備された状態で、液体貯留部のタンクハウジングを完全かつ液密な液体タンクへ補足する。
【００４４】
吸入器用の使用準備された消費ユニットを製造する容易かつ信頼性をもって方法は、蒸発器ヘッドを提供すること、液体貯留部を提供すること、及び蒸発器ユニットの細管を液体貯留部のタンクハウジングへ刺し込むことを含んでいる。
【００４５】
当該方法をユーザにより知覚可能な所定の係止によって密閉することができるように、好ましくは、当該方法は、例えばバヨネット結合の態様で、特に回転運動によって液体貯留部に蒸発器ヘッドを係止することを含んでいる。有利には、液体貯留部のタンクハウジングへの蒸発器ヘッドの細管の刺し込みが係止によってなされる。
【００４６】
以下に、本発明を、好ましい実施形態に基づき、添付の図面を参照しつつ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】吸口部を有する消費ユニットの概略的な断面図である。
【図２】消費ユニットの斜視的な断面図である。
【図３】吸入器を概略的に示す図である。
【図４】層構成体の概略的な断面図である。
【図５】層構成体の斜視的な断面図である。
【図６】本発明の一実施形態での層構成体の概略的な断面図である。
【図７】発熱体の側から見た支持プレートの斜視的な平面図である。
【図８】液体供給部の反対側から見た支持プレートの斜視的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１には、例えば図３に示された吸入器２７のための使用準備された消費ユニット１００が示されている。図１に示された消費ユニット１００は、液体貯留部１８と、蒸発器ヘッド１と、吸口部１０１とを含んでいる。消費ユニット１００は、交換カートリッジ１７を形成することが可能である。液体貯留部１８は、有利には、ユーザにより交換可能であることができ、並びに／又は蒸発器ヘッド１及び／若しくは吸口部１０１は、再利用可能であることができる。
【００４９】
蒸発器ヘッド１は、電気的に動作可能な発熱体６０と、多孔性及び／又は毛管状のウィック構造１９とから成る、層構成体として形成された発熱体−ウィック構造−構成体２０を含んでいる。液体貯留部１８からの液体５０は、ウィック構造１８を介して発熱体６０へ供給可能である。発熱体６０は、当該発熱体へ供給された液体５０を蒸発させるとともに、エアロゾルあるいは蒸気として空気流３４（図３）へ加えるのに適している。蒸発器ヘッド１は、層構成体２０を保持する支持プレート２３を含んでいるため、支持プレート２３及び層構成体２０が互いに結合されている。層構造体２０の例示的な実施形態は、それぞれ図４〜図６から見て取ることが可能である。
【００５０】
図１における蒸発器ヘッド１は、液体を通す細管８２を備えており、当該細管８２は、その固定側８４において、支持プレート２３及び／又は発熱体−ウィック構造−構成体２０に固定されている。
【００５１】
有利には、細管８２は管状である。有利には、突き刺し側８５と固定側８４の間には長手軸線が規定されている。ジャケット９０は、有利には長手軸線に対して平行かつ同軸に長さＬｋにわたって延在している。ジャケット９０は、細管８２の液体を通す通路９３を規定しているとともに、周囲部あるいは直径ｄｋ又は長手軸線に対して垂直な他の典型的な延長部、例えばエッジ長さを備えている。
【００５２】
細管８２は、有利には長く、すなわち、直径ｄｋが細管８２の長手軸線に沿った長さＬｋよりも短い。細管の外径ｄｋは、有利には０．２５〜３．４ｍｍ、好ましくは０．５〜１．８ｍｍである。細管の長さＬｋは、有利には１〜１２０ｍｍ、好ましくは２〜５０ｍｍ、更に好ましくは３〜１０ｍｍである。有利には、細管８２は、噴射細管あるいは注射細管の形態で構成されている。この例では、支持プレート２３は平坦であり、細管８２は、特にその長手軸線が、支持プレート２３の表面と直角をなしている。
【００５３】
有利には、細管８２は、突き刺し側８５において突き刺し範囲８３を含んでおり、当該突き刺し範囲は、刃部８６及び／又は先端部８８を備えることができる。刃部８６は、有利には、突き刺し側８５に割り当てられた細管８２の管状の、あるいは中空円筒状の部分から細管８２の先端部８８へ延在している。先端部８８は、液体タンク５０へ侵入するように、刺し込むように、又は切り込むように設定されている。有利には、刃部８６は、液体タンク５０への所定の切れ目を切り、切れ目の寸法は、細管８２の寸法、特に細管８２の厚さに対応する。
【００５４】
有利には、ウィック構造１９及び発熱体６０は、固定側８４に配置されている。有利には、細管８２は、ウィック構造１９を包囲あるいは囲繞し、すなわち、ウィック構造１９は、少なくとも部分的に細管８２の通路９３に位置している。有利には、発熱体６０は、少なくとも部分的に細管８２の外部に配置されているため、吸口部の周囲を空気流３４が流れることができるように、発熱体６０の出口側６４が図１に図示された吸口部１０１へ突出している。ウィック構造１９は、細管８２の内部において、固定側８４から細管８２の長手軸線に沿って突き刺し側８５の方向へ延在している。
【００５５】
有利には、吸口部１０１及び層構成体２０は、層構成体２０を汚染物及び／又は損傷から保護するために、適切な使用時にユーザが層構造体２０に接触することがないように配置されている。
【００５６】
有利には、消費ユニット１００は、覆い部１０８を備えている。好ましくは、吸口部１０１が覆い部１０８を含んでいる。好ましくは、細管８２は、使用準備された状態において、完全に吸口部１０１あるいは覆い部１０８に埋設されている。有利には、覆い部１０８は、細管８２によって突き刺されることが可能であるように、液体タンク５０を覆い部１０８へはめ込むことが可能であり、例えば挿入可能及び／又はねじ込み可能であるように寸法設定されている。
【００５７】
図２には、タンクハウジング１０２及び蒸発器ヘッド１を有する液体貯留部１８を含む消費ユニット１００が示されている。この例では、係止装置１０５は、タンクハウジング１０２に、例えばタンクハウジング１０２の端面側８９に凹部１０７を含んでいる。液体貯留部１８は、凹部１０７の範囲に刺し込みシール１０３を備えることができ、この刺し込みシールは、突き刺すために細管８２と共に設置されている。例えば、タンクハウジング１０２は、刺し込みシール１０３に比べて丈夫な合成樹脂で形成されることができ、刺し込みシール１０３は、突き刺し可能なフィルム又はキャップを含むことが可能である。他の実施形態では、タンクハウジング１０２は、フレキシブルな袋であってもよい。
【００５８】
図２に示された状態では、細管８２は、液体貯留部１８へ刺し込まれている。蒸発器ヘッド１は、協働する係止要素８７及び／又は係止装置１０５を用いて液体貯留部１８に結合されており、及び／又は係止されている。有利には、係止要素８７は支持プレート２３に配置されている。有利には、係止要素８７と協働する係止装置１０５は、タンクハウジングに配置されている。有利には、支持プレート２３の形状がタンクハウジング１０２の凹部１０７の形状に対応するように、支持プレート２３が形成されている。支持プレート２３は、使用準備された状態においては、タンクハウジング１０２あるいはタンクハウジング１０２の端面側８９と面一になっているとともに、凹部１０７を液密に密閉する。
【００５９】
液体貯留部１８への細管８２の刺し込み後、及び液体タンク５０における蒸発器ヘッド１の係止後、支持プレート２３及びタンクハウジング１０２は、液密の液体タンク１０４を形成する。
【００６０】
液体貯留部１８を空にした後、あるいは液体タンク１０４を空にした後、このタンクは、破壊することなく解除可能な係止要素８７と共に蒸発器ヘッド１から分離されることが可能であり、液体貯留部１８あるいは液体タンク１０４が処理されることができ、及び／又は蒸発器ヘッド１が洗浄され、再利用され、特に複数回再利用されることが可能である。この例では、液体タンク１８は、交換カートリッジ１７の一部であるか、又は交換カートリッジ１７を形成している。
【００６１】
液体貯留部１８あるいは液体タンク１０４は、香味物質及び／又は作用物質、特にニコチン及び／又は医療用物質を含む液体５０を収容する。液体貯蔵部１８の有利な容積は、０．１〜５ｍｌ、好ましくは０．５〜３ｍｌ、更に好ましくは０．７〜２ｍの範囲にあり、又は１．５ｍｌである。好ましくは、液体貯留部１８あるいは液体タンク１０４は、あらかじめ充填されており、すなわち、液体貯留部１８あるいは液体タンク１０４の製造者によって充填されている。
【００６２】
図３には、吸入器２７、ここでは吸入器ハウジング１１を含む電子タバコ製品が示されており、吸入器ハウジングには、少なくとも１つの空気入口開口部３１と空気出口開口部２４の間の空気通路３０が吸入器２７の吸口端部３２に設けられている。このとき、吸入器２７の吸口端部３２は、消費者が吸入の目的で吸い込み、これにより吸入器２７が負圧を受け、空気流３４が空気通路３０内で生じる端部を意味する。
【００６３】
有利には、吸入器２７は、再利用可能な基礎部分１６と、消費ユニット１００とで構成されている。消費ユニット１００は、蒸発器ヘッド１及び液体貯留部１８を含んでいる。
【００６４】
一実施形態では、蒸発器ヘッド１及び液体貯留部１８から成る使用準備されたユニットは、カートリッジの形態で吸口部１０１へはめ込み可能である。そして、これにより形成された、カートリッジ及び吸口部１０１から成る消費ユニット１００は、使用準備された吸入器２７を形成するために基礎部分１６と結合可能である。
【００６５】
他の一実施形態では、吸口部１０１は、消費者が取り外せないように蒸発器ヘッド１に結合されている。この実施形態では、液体貯留部１８が吸口部１０１へはめ込まれており、これにより、細管８２が液体貯留部１８へ侵入する。そして、これにより形成された、蒸発器ヘッド１及び液体貯留部を有する吸口部１０１から成る消費ユニット１００は、ここでも、使用準備された吸入器２７を形成するために基礎部分１６と結合可能である。
【００６６】
吸口部１０１は、使用準備された吸入器２７の吸入器ハウジング１１の一部を形成することができるか、あるいは吸入器ハウジング１１を補足することが可能である。
【００６７】
一実施形態では、消費ユニット１００が、使用準備されたカートリッジあるいは交換カートリッジ１７として、例えば吸入器ハウジング１１の開口部へ、例えば吸入器２７の一方側で吸入器ハウジング１１へはめ込み可能であるとともに、そこで固定されることが可能である。
【００６８】
入口開口部３１を通して吸入される空気は、空気通路３０において、少なくとも１つの層構成体２０へ、又は少なくとも１つの層構成体２０に沿って導かれる。層構成体２０は、少なくとも１つの液体貯留部１８に結合されているか、又は結合可能であり、この液体貯留部には、少なくとも１つの液体５０が貯留されている。層構成体２０は、液体貯留部１８から供給される液体５０を蒸発させるとともに、蒸発された液体をエアロゾル／蒸気２２（図６参照）として出口側６４において空気流３４へ加える。一実施形態では、層構成体２０あるいは蒸発器の傍らを通る吸口部１０１への空気供給は、有利には吸入器ハウジング１１全体によって保証される。
【００６９】
さらに、吸入器２７は、電気的なエネルギー貯蔵部１４と、電子的な制御装置１５とを含んでいる。通常、エネルギー貯蔵部１４は、基礎部分１６に配置されているとともに、特に電気化学式の使い捨てバッテリ又は再充電可能な電気化学式の電池、例えばリチウムイオン電池であってよい。電子的な制御装置１５は、少なくとも１つのデジタル式のデータ処理装置、特にマイクロプロセッサ及び／又はマイクロコントローラを（図３に示されているように）基礎部分１６及び／又は消費ユニット１７において含んでいる。
【００７０】
吸入器ハウジング１１内には、有利には、センサ、例えば圧力センサ又は圧力スイッチ若しくは流れスイッチが配置されており、制御装置１５は、センサから発出されるセンサ信号に基づき、消費者がタバコ製品１０の吸口端部３２において吸入のために吸い込むことを特定することが可能である。この場合、制御装置１５は、液体貯留部１８からの液体５０をエアロゾル／蒸気として空気流３４へ加えるために、層構成体２０を作動させる。
【００７１】
液体貯留部１８に貯留された配量されるべき液体５０は、例えば、１，２−プロピレングリコール、グリセリン、水、少なくとも１つの香味（フレーバ）及び／又は少なくとも１つの作用物質、特にニコチン及び／又は治療上の作用物質の混合物である。
【００７２】
有利には、消費ユニット１００は、消費ユニット１００に関する情報あるいはパラメータをメモリするための不揮発性のデータメモリを含んでいる。データメモリは、電子的な制御装置１５の一部であり得る。データメモリ内には、有利には、液体貯留部１８内に貯留されている液体５０の組成についての情報、プロセスプロフィール（Ｐｒｏｚｅｓｓｐｒｏｆｉｌ）、特に出力制御／温度制御についての情報、状態監視あるいはシステム検査、例えば密度検査についてのデータ、コピー保護及び偽造防止に関するデータ、消費ユニット１００を一義的に特徴付けるためのＩＤ、通し番号、製造年月日及び／又は有効期限及び／又は吸入数（消費者による吸入の数）あるいは使用時間がメモリされている。有利には、データメモリは、コンタクト及び／又は配線を介して制御装置１５に接続されているか、又は接続可能である。
【００７３】
図４及び図５には、蒸発器ユニットあるいは層構成体として形成された発熱体−ウィック構造−構成体２０の有利な実施形態が示されている。蒸発器ユニットあるいは層構成体２０は、好ましくは導電性の材料、好ましくはドープされたケイ素、ドープされたセラミック、金属セラミック、フィルタセラミック、半導体、特にゲルマニウム、グラファイト、半金属及び／又は金属から成るブロック状の、好ましくは一体式構造の発熱体６０を含んでいる。発熱体６０全体が導電性の材料で構成される必要はない。例えば、発熱体６０の表面が導電性に、例えば金属的にコーティングされていることで十分である。この場合、表面全体をコーティングする必要はなく、例えば、導電経路を非導電性の本体部に設けることが可能である。また、必ずしも発熱体６０全体が加熱される必要はなく、例えば、出口側６４の範囲において発熱体６０の一部又は発熱層のみが加熱されれば十分であり得る。
【００７４】
発熱体６０は、複数のマイクロ通路あるいは貫通通路６２を備えており、これらマイクロ通路あるいは貫通通路は、液体を導くように発熱体６０の入口側６１を出口側６４に接続している。入口側６１は、ウィック構造１９を介して液体を導くように液体貯留部１８に接続されている。ウィック構造１９は、毛管力によって液体貯留部５０から発熱体６０へ液体をパッシブに搬送するために用いられる。
【００７５】
貫通通路６２の平均直径は、好ましくは５〜２００μｍの範囲にあり、更に好ましくは３０〜１５０μｍの範囲にあり、更に好ましくは５０〜１００μｍの範囲にある。この寸法設定により、有利には毛管作用が生じ、その結果、入口側６１において、貫通通路６２が液体で満たされるまで、貫通通路６２へ侵入する液体が貫通通路６２を通して上昇する。発熱体６０の多孔性を表し得る、発熱体６０に対する貫通通路６２の体積比率は、１０〜５０％の範囲にあり、有利には１５〜４０％の範囲にあり、更に有利には２０〜３０％の範囲にあり、例えば２５％である。
【００７６】
発熱体６０における、貫通通路６２を備えた面の不図示の実施形態でのエッジ長さ及び／又は直径は、例えば０．５〜３ｍｍの範囲にあり、好ましくは０．５〜１ｍｍの範囲にある。発熱体６０における貫通通路６２を備えた面の寸法は、例えば、０．９５ｍｍ×１．７５ｍｍ、１．９ｍｍ×１．７５ｍｍ又は１．９ｍｍ×０．７５ｍｍであってよい。発熱体６０における不図示の実施形態でのエッジ長さ及び／又は直径は、例えば０．５〜５ｍｍの範囲にあり、好ましくは０．７５〜４ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは１〜３ｍｍの範囲にある。発熱体６０の面（チップサイズ）は、例えば１ｍｍ×３ｍｍ、２ｍｍ×２ｍｍ又は２ｍｍ×３ｍｍであってよい。
【００７７】
発熱体６０の幅あるいは直径は、好ましくは１〜５ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは２〜４ｍｍの範囲にあり、例えば３ｍｍである。発熱体６０の高さは、好ましくは０．０５〜１ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは０．１〜０．７５ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にあり、例えば０．３ｍｍである。
【００７８】
貫通通路６２の数は、好ましくは４〜１０００の範囲にある。このようにして、基層から貫通通路６２への熱入力を最適化することができるとともに、保証された高い蒸発性能及び十分に大きな蒸発出口面を実現することが可能である。
【００７９】
貫通通路６２は、図５において分かるように、正方形、長方形、四角形、円形、だ円形又は他の形状の配列の形態で配置されている。当該配列は、ｓ列及びｚ行を有するマトリクスの形態で形成されることができ、ｓは、有利には２〜５０の範囲にあり、更に有利には３〜３０の範囲にあり、及び／又はｚは、有利には２〜５０の範囲にあり、更に有利には３〜３０の範囲にある。このようにして、効果的かつ容易に製造可能な貫通通路６２の配置を保証された高い蒸発性能をもって実現することが可能である。
【００８０】
貫通通路６２の断面は、正方形、長方形、多角形、円形、だ円形又は他の形状に形成されることができ、及び／又は長手方向に部分的に変化することができ、特に拡大、縮小されるか、又は一定に維持されることが可能である。
【００８１】
１つ又は各貫通通路６２の長さは、好ましくは１００〜１０００μｍの範囲にあり、更に好ましくは１５０〜７５０μｍの範囲にあり、更に好ましくは１８０〜４００μｍの範囲にあり、例えば３００μｍである。このようにして、発熱体６０から貫通通路６２への十分良好な熱入力において、最適な液体収容及び割当量形成を実現することが可能である。
【００８２】
２つの貫通通路６２の間隔は、好ましくは貫通通路６２の内のりの直径の少なくとも１．３倍であり、当該間隔は、両貫通通路６２の中心軸線に関するものである。当該間隔は、貫通通路６２の内のりの直径の好ましくは１．５〜５倍、更に好ましくは２〜４倍であってよい。このようにして、基層から貫通通路への最適な熱入力を実現することができるとともに、貫通通路の十分に安定した配置及び壁厚を実現することが可能である。
【００８３】
上述の特徴に基づき、発熱体６０は、体積加熱部とも呼ぶことができる。
【００８４】
層構成体２０は、好ましくは制御装置１５によって制御可能な加熱電圧源７１を備えており、当該加熱電源は、電極７２を介して発熱体６０の対向する側でこの発熱体に接続されているため、加熱電圧源７１により生成される電圧Ｕｈは、発熱体６０を通る電流の流れをもたらす。導電性の発熱体６０のオーム抵抗に基づき、電流の流れは、発熱体６０の加熱と、したがって貫通通路６２に含まれる液体の蒸発とをもたらす。したがって、発熱体６０は、蒸発器として作用する。このようにして生成される蒸気／エアロゾルは、貫通通路６２から出口側６４へ流出し、空気流３４へ混合される。図３を参照のこと。より正確には、消費者の吸込みにより生じる空気通路３０を通る空気流３４の特定時に、制御装置１５が加熱電圧源７１を作動させ、自発的な加熱により、貫通通路６２にある液体が蒸気／エアロゾルの形態で貫通通路６２から移動される。
【００８５】
このとき、液体の個々の割当量の個々の成分の異なる温度及び／又は蒸発における個々の蒸発ステップの継続時間は、段階的な蒸発が消費者によって知覚されないものの、ほぼ均一で、香味どおりの、繰り返し可能で精確なエアロゾル形成を保証することができるように、短く維持されることが可能である。特に、有利には、まず、液体の容易に沸騰（揮発）する成分の蒸気が第１の蒸発インターバルにおいて第１の温度Ａでなされ、つづいて、液体のより高く沸騰する成分の蒸発が、第２の蒸発インターバルにおいて、温度Ａを超える第２の温度Ｂでなされる。
【００８６】
好ましくは、吸入器１０のデータメモリには、使用される液体混合物に適合された電圧曲線Ｕｈ（ｔ）がメモリされている。図５を参照のこと。このことにより、電圧曲線Ｕｈ（ｔ）を使用される液体に合わせてあらかじめ設定することができ、その結果、発熱体６０の加熱温度、ひいては毛管状の貫通通路６２の温度も、公知の各液体の蒸発速度論に基づき蒸発過程にわたって時間的に制御可能であり、これにより、最適な蒸発結果を達成することが可能である。蒸発温度は、例えば１００〜４００℃の範囲にあり、好ましくは１５０〜３５０℃の範囲にあり、更に好ましくは１９０〜２９０℃の範囲にある。いくつかの用途、例えば医療上の用途では、例えばタンパク質及び／又は作用物質を害なく投与することができるように、１００℃より低い蒸発温度を設定することが可能である。
【００８７】
発熱体６０の入口側６１には、多孔性の、及び／又は毛管状の、液体を導くウィック構造１９が配置されている。図４及び図５に示すように、ウィック構造１９は、発熱体６０の入口側６１に平坦に接触し、入口側で貫通通路６２全体を覆っている。ウィック構造１９は、発熱体６０に対向する側において、液体を導くように液体貯留部に接続されている。ウィック構造１９への液体貯留部１８の直接的な結合は、例示的にのみ理解されるべきである。特に、液体境界面及び／又は複数の液体管路を液体貯留部１８とウィック構造１９の間に設けることが可能である。したがって、液体貯留部１８を、ウィック構造１９から離間して配置することも可能である。液体貯留部１８は、その寸法について、ウィック構造１９よりも大きくてよい。例えば図６を参照のこと。ウィック構造１９は、例えば、液体貯留部１８のタンクハウジング１０２の開口部へはめ込まれることが可能である。複数の層構成体２０を１つの液体貯留部１８に割り当てることも可能である。
【００８８】
ウィック構造１９は多孔性の、及び／又は毛管状の材料で構成されており、当該材料は、貫通通路６２の空動作及びこれにより生じる問題を回避するために、毛管力により、発熱体６０により蒸発される液体を十分な量で液体貯留部１８から発熱体６０へパッシブに供給されるようになっている。
【００８９】
有利には、ウィック構造１９への液体の電流の流れによる不都合な加熱を回避するために、ウィック構造１９は、不導性の材料で構成されている。有利には、ウィック構造１９は、材料である、綿、セルロース、アセテート、ガラスファイバ織物、ガラスファイバセラミック、焼結セラミック、セラミックペーパー、アルミノケイ酸塩ペーパー、発泡金属、金属スポンジ、わずかな供給率を有する他の耐熱性で多孔性の、及び／又は毛管状の材料のうち１つ又は複数で、あるいは上述の材料のうち２つ以上の材料の複合物で構成されている。有利で実用的な実施形態では、ウィック構造１９は、少なくとも１つのセラミックファイバペーパー及び／又は多孔性のセラミックを含むことが可能である。発熱体１９の体積は、好ましくは１〜３ｍｍ３の範囲にあり、更に好ましくは３〜８ｍｍ３の範囲にあり、更に好ましくは３〜７ｍｍ３の範囲にあり、例えば５ｍｍ３である。
【００９０】
例外ではない、ウィック構造１９が導電性の材料で構成されている場合には、有利には、ウィック構造１９と発熱体６０の間には、電気的及び／又は熱的に絶縁された材料、例えばガラス、セラミック又は合成樹脂から成る絶縁層が、当該絶縁層を通って延び、貫通通路６２に対応する貫通開口部と共に設けられている。
【００９１】
有利には、ウィック構造１９の材料における小孔あるいは毛管の大きさは、所定の基準に支配されている。したがって、発熱体６０との接触範囲３５，６１におけるウィック構造１９の小孔又は毛管の平均の小孔サイズ／毛管サイズＤｗは、有利には最小であり、すなわち、Ｄｗ＝Ｐｍｉｎ、及び／又は有利には２つの貫通通路６２の最小の間隔Ｄｐよりも小さく、好ましくは少なくともファクタ２だけ、更に好ましくは少なくともファクタ５だけ小さい。すなわちＤｗ＜＜Ｄｐ。さらに、発熱体６０との接触範囲３５，６１におけるウィック構造１９の小孔又は毛管の平均の小孔サイズ／毛管サイズＤｗは、有利には貫通通路６２の最小の内のりの直径Ｄｐｗよりも小さく、好ましくは少なくともファクタ２だけ、更に好ましくは少なくともファクタ５だけ小さい。すなわちＤｗ＜＜Ｄｐｗ。
【００９２】
発熱体６０との接触範囲３５，６１におけるウィック構造１９は、液体を均一に分配するために、耐熱性であるために、及びその比較的小さな小孔及び／又は、気泡を含む液体が発熱体６０からウィック構造１９及び／又は液体貯留部１８へ不都合に逆流するのを防ぐために、薄い毛管によって一種の逆止弁を形成するために用いられる。
【００９３】
図４による実施形態では、ウィック構造１９は、２つの例えば平坦な層３５，３６、すなわち、発熱体６０の入口側６１に平坦に位置しつつこの入口側に接触する、接触層とも呼ぶことができるウィック層３５と、当該ウィック層に接し、液体を導くように液体貯留部１８に結合された、より離れたウィック層とも呼ぶことができるウィック層３６とを備えている。
【００９４】
接触層３５は、本質的に一定の小孔サイズ分布／毛管サイズ分布と、本質的に一定の平均の小孔サイズ／毛管サイズＤｗとを備えており、この平均の小孔サイズ／毛管サイズは、２つの貫通通路６２の互いに対する最小の間隔Ｄｐよりも大幅に小さいとともに、貫通通路６２の最小の内のりの直径Ｄｐｗよりも大幅に小さい：Ｄｗ＜＜Ｄｐ，Ｄｐｗ。
【００９５】
より離れたウィック層３６は、本質的に一定の小孔サイズ分布／毛管サイズ分布と、本質的に一定の平均の小孔サイズ／毛管サイズＤｗとを備えており、この平均の小孔サイズ／毛管サイズは、接触層３５の平均の小孔サイズ／毛管サイズＤｗよりも大幅に大きい：Ｄｗ’＞Ｄｗ、しかし、好ましくは依然としてＤｐ及び／又はＤｐｗよりも小さい：Ｄｗ’＜＜Ｄｐ，Ｄｐｗ。
【００９６】
有利で実用的な実施形態では、接触層３５は例えばファイバペーパー層又はセラミックペーパー層であってよく、及び／又は層３６は多孔性のセラミックであってよい。
【００９７】
当然、ウィック構造１９は、２つより多くのウィック層３５，３６・・・を備えることが可能である。２つより多くのウィック層３５，３６・・・の場合にも、平均の小孔サイズ／毛管サイズは、発熱体６０に対する間隔が小さくなるのに伴い、有利には単調に（すなわちウィック層からウィック層へ）小さくなり、及び／又は同一のままであり、したがって、いずれにしても増大しない。
【００９８】
図５による実施形態では、ウィック構造１９は１つの層のみで構成されており、この層の平均の小孔サイズ／毛管サイズは、発熱体６０に対する間隔が小さくなるのに伴い単調に小さくなる。
【００９９】
全ての実施形態では、所望の小孔サイズ勾配／毛管サイズ勾配は最適に設定されることができるとともに、液体の流れは、発熱体６０へ向けて緩慢にされるとともに均等にされることが可能である。
【０１００】
発熱体６０に対する間隔の低減に伴う、ウィック構造１９における平均の小孔サイズ／毛管サイズの上述の低減は、発熱体の入口側６１に対して垂直な方向、すなわち発熱体６０とウィック構造１９の間の接触面に対して垂直な方向において、あるいは貫通通路６２の延長に対して平行な方向にも当てはまる。これに対して、発熱体６０に対して同一の間隔を有する層の内部では、発熱体６０の全ての貫通通路６２に均等に液体が供給されるように、ウィック構造１９における平均の小孔サイズ／毛管サイズが有利には一定となっている。
【０１０１】
好ましくは、貫通通路６２は、その長手軸線について、層１９，３５，３６に対して横方向に、あるいはより一般的には適宜の層順序に対して横方向に配置されている。このようにして、発熱体６０から貫通通路６２への最適な熱入力を実現することが可能である。
【０１０２】
有利には、発熱体６０は、ウエハの部分から薄膜技術によって製造されることができ、当該ウエハは、好ましくは１０００μｍ以下の層厚、更に好ましくは７５０μｍの層厚、更に好ましくは５００μｍ以下の層厚、有利には３００μｍの層厚を有している。有利には、発熱体６０の表面は親水性であり得る。有利には、発熱体６０の入口側６１及び／又は出口側６４は、微細構造化されることができるか、あるいは微細凹部（ｍｉｃｒｏ  ｇｒｏｏｖｅｓ（マイクロ溝））を備えることが可能である。
【０１０３】
発熱体−ウィック構造−構成体２０は、消費者の吸い込みごとに１〜２０μｌの範囲の、更に好ましくは２〜１０μｌの範囲の、更に好ましくは３〜５μｌの範囲の、典型的には４μｌの液体量が配量されるように調整されている。好ましくは、発熱体−ウィック構造−構成体２０は、吸い込みごとの、すなわち０．５〜５秒、好ましくは１〜３秒の吸い込み時間ごとの液体量／蒸気量について調整可能であり得る。
【０１０４】
図６による実施例では、ウィック構造１９は、２つより多くの、ここでは４つの層を含んでいる。発熱体６０に直接隣接するように、及びこの発熱体に平坦に接触するようにフィルタ層５５が配置されており、このフィルタ層は、特に１つ、２つ又はそれより多くのマイクロガラスファイバ層で構成されることが可能である。当該フィルタ層に平坦に隣接して、ファイバペーパー層５６を配置することが可能である。有利には、ウィック層５７，５８、例えばセラミックウィック層５７及びオイルランプウィック層５８、すなわち従来はオイルランプのウィック（芯）に用いられるガラスファイバウィック材料がファイバペーパー層に平坦に隣接して設けられている。
【０１０５】
図６による実施形態では、有利には、少なくとも、発熱体６０に平坦に接触する層５５が、小孔サイズ／毛管サイズについての上述の条件Ｄｗ＜＜Ｄｐ，Ｄｐｗを満たす。有利には、層５７及び／又は層５８も当該条件を満たすことができる。さらに、液体貯留部１８から発熱体６０への液体の毛管搬送のための毛管力は、ウィック層５７，５８により主に、又は完全に提供されることが可能である。一般的に、ウィック構造１９の全ての層が液体の毛管搬送のための毛管力を提供する場合には不要である。また、ウィック構造１９の１つのみの層が液体の毛管搬送のための毛管力を提供することも十分である。
【０１０６】
有利には、図６〜図８に示されているように、発熱体−ウィック構造−構成体２０は、発熱体６０及び／又はウィック構造１９を保持する特にプレート状の支持部２３を備えている。支持部２３は、適切な材料、例えばセラミック、ガラス及び／又は繊維強化性の合成樹脂、例えば回路基板材料を含む合成樹脂で構成されることができるとともに、貫通開口部２５を備えており、当該貫通開口部を通って、ウィック構造１９が延在しているとともに、当該貫通開口部においてウィック構造１９が保持されている。
【０１０７】
支持部２３の厚さは、好ましくは０．５〜４ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは１〜３ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは１〜２ｍｍの範囲にあり、例えば１．６ｍｍ又は２ｍｍである。支持部２３の貫通開口部２５に配置されたウィック層５７の厚さは、支持部２３の厚さに適合されることができるか、支持部２３の厚さに対応することができ、したがって、同様に１．６ｍｍ又は２ｍｍであり得る。
【０１０８】
有利には、貫通開口部２５は、容易に製造可能な円形状である。貫通開口部２５の直径ｄ又は場合によっては平均の直径（図８参照）は、好ましくは０．５〜４ｍｍの範囲にあり、好ましくは１〜３ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは１．５〜２．５ｍｍの範囲にあり、例えば２ｍｍである。
【０１０９】
貫通開口部２５の直径ｄは、有利には、発熱体６０の幅あるいは直径ｂ以下である。図８を参照のこと。貫通開口部２５の体積あるいは貫通開口部２５のウィック体積は、有利には１〜８ｍｍ３の範囲にあり、好ましくは２〜６．５ｍｍ３の範囲にあり、更に好ましくは２．５〜５ｍｍ３の範囲にある。
【０１１０】
ウィック構造１９は、シャフト部２９の追加的な保持力を貫通開口部２５において生じさせるために、自由なあらかじめ取り付けられた状態において、過剰部、すなわち貫通開口部２５よりも大きな直径を有している。
【０１１１】
有利には、ウィック層３５の直径は、貫通開口部２５の直径ｄよりも大きい。好ましくは、ウィック層３５は、その全周にわたって、突出部をもって貫通開口部２５を越えて突出している。貫通開口部２５を越えるウィック層３５の全般的な突出部により、支持部２３への発熱体６０の挟着時に、ウィック層３５と、したがってウィック構造１９全体とが確実に発熱体−ウィック構造−構成体２０に保持される。
【０１１２】
支持部２３での発熱体６０の挟着は、発熱体６０の対向する側でこの発熱体に係合する少なくとも２つの挟着要素３７によって生じる。特に図７を参照のこと。各経着要素３７は、有利には挟着クランプ３８を備えており、当該挟着クランプは、互いに離間した２つの固定点３９において、弾性的に支持部２３に固定されているとともに、予負荷を生じさせ、この予負荷によって、発熱体６０及び皿部２８は、支持部２３に挟着され、したがって確実に保持される。
【０１１３】
挟着クランプ３８の両固定点３９の互いの間隔ａは、好ましくは４〜１０ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは５〜８ｍｍの範囲にあり、例えば６ｍｍである。２つの挟着クランプ３８の固定点３９間の間隔ｃは、好ましくは５〜１２ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは６〜１０ｍｍの範囲にあり、例えば８ｍｍである。例えば長方形状の支持部２３の寸法は、好ましくは６〜２０ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは８〜１７ｍｍの範囲にあり、更に好ましくは１０〜１４ｍｍの範囲にある。
【０１１４】
特に有利には、挟着要素３７は、同時に発熱体６０のコンタクト及び加熱電流の供給のための電極として用いられる。この目的のために、有利には、挟着要素３７あるいは挟着クランプ３８は、導電性の材料で構成されているとともに、例えば金属ワイヤ、例えば真鍮ワイヤであり得る。挟着クランプ３８と発熱体６０の間の線形接触により、面接触でないことから挟着要素３７と発熱体６０の間を同時に理想的に熱的に分離しつつ挟着要素３７と発熱体６０の間の優れた電気的な接続が得られる。したがって、発熱体６０から挟着要素３７への放熱がわずかであり、電極３８は、発熱体６０よりも大幅に低温のままである。ダイオード効果が防止され、純粋にオームの電荷キャリア輸送が可能となる。
【０１１５】
挟着クランプ３８は、側方で出口側６４に対して平行に、及び／又は出口側６４に対して垂直に、及び／又はコーナ溝において例えば３０〜６０°の中間角度で、また、出口側６４に対して垂直にも発熱体６０を挟着することが可能である。最後に挙げた可能性は、挟着クランプと発熱体６０の間の２つの接触線を伴うものであり、これにより、電気的な接触が更に改善される。挟着要素３７は、１つより多くの挟着クランプ３８を備えることができ、特に適宜の２つ又は全部で３つの挟着クランプを備えることができる。
【０１１６】
電子的な制御装置１５及び発熱体６０への電流供給のためのエネルギー源４６への電気的な接続を形成するために、挟着要素３７は、電気配線１２によって、有利には、消費ユニット１７に設けられた回路基板２６（ＰＣＢ）に結合されている。有利には、回路基板２６には、消費ユニット１７の電子的な構成部材が配置されている。
【０１１７】
図６による実施例では、回路基板２６は、別個の部材であるとともに、支持部２３から離間して、その発熱体６０とは反対側に配置されている。回路基板２６は貫通開口部１０を備えており、当該貫通開口部を通して、ウィック構造１９が延在しているとともに、当該貫通開口部にはウィック構造１９が保持されている。電気配線１２はここでは例えば４つの金属ピン４４を含んでおり、これら金属ピンは、固定点３９における支持部２３の側３３において、挟着要素３７に結合されているとともに、それぞれ貫通開口部４５を通って支持部２３を貫通案内されており、そして、反対側４３において、支持部２３と回路基板２６の間の間隔を橋渡ししている。
【０１１８】
他の実施形態では、支持部２３は、回路基板２６を形成している。そして、電気配線１２を省略することが可能である。発熱体−ウィック構造−構成体２０自体は回路基板を含まず、挟着クランプ３８が、例えばフレキシブルな絶縁された配線１２を介して、又は他の適切な態様で、例えば基礎部分１６に配置された回路基板に結合されていることも可能である。
【０１１９】
支持部２３の下側４３には、液体貯留部１８のハウジング又は支持部２３の下方に配置された他の構成部材のハウジングに対して支持部２３を密閉するためのシール要素７３、例えばシールリングを配置することが可能である。
【０１２０】
図６には細管８２が示されており、当該細管を通って、ウィック構造１９、特にウィック層５８あるいはシャフト２９が延在している。この実施例では、例えば、細管８２が固定側８４に配置されたジャケット９０の一部と共に貫通開口部１０へ挟着されていることで、細管８２は、回路基板２６によって保持されている。
【０１２１】
ウィック層５８は、ジャケット９０の内側９１に広範囲で接触しているとともに、細管８２の通路９３を通って延在している。
【０１２２】
以下では、蒸発過程の経過を説明する。
【０１２３】
初期状態では、加熱過程のための電圧源７１がオフされている。
【０１２４】
液体５０を蒸発させるために、発熱体６０用の電圧源７１が起動される。このとき、電圧Ｕｈは、用いられる液体混合物の個別の蒸発特性に発熱体６０における、したがって貫通通路６２における蒸発温度が適合されるように設定される。これにより、局所的な過熱及びこれによる有害物質の発生のおそれが回避される。
【０１２５】
貫通通路６２の体積に対応するか、又はこれに関連する液体量が蒸発されると、加熱電圧源７１が停止される。有利には液体特性及び液体量が既知であるとともに、発熱体６０が測定可能な温度に依存した抵抗を有しているため、この時点を非常に正確に特定あるいは制御することが可能である。したがって、発熱体−ウィック構造−構成体２０のエネルギー消費は、公知の装置に比して低減されることができる。なぜなら、必要な蒸発エネルギーをより配量して、したがってより正確に提供することが可能であるためである。
【０１２６】
加熱過程の終了後には、貫通通路６２は、十分に、又は完全に空にされる。そして、加熱電圧７１は、ウィック構造１９による液体の再搬送により貫通通路６２が再び満たされるまでオフされたままとなる。このような場合には、次の加熱サイクルを、加熱電圧７１のオンによって開始することが可能である。
【０１２７】
加熱電圧源７１により生じる発熱体６０の作動周波数は、一般的に、有利には１Ｈｚ〜５０ｋＨｚの範囲、好ましくは３０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの範囲、更に有利には１００Ｈｚ〜２５ｋＨｚの範囲にある。
【０１２８】
有利には、発熱体６０のための加熱電圧Ｕｈの周波数及びデューティ比は、バルク沸騰中のバブル発振の固有振動あるいは固有周波数に適合されている。したがって、有利には、加熱電圧の周期１／ｆは、１〜５０ｍｓの範囲、更に有利には１０〜４０ｍｓの範囲、更に有利には１５〜３０ｍｓの範囲にあり、例えば２０ｍｓであり得る。蒸発される液体の組成に応じて、上述の周波数とは異なる周波数をバブル発振の固有振動あるいは固有周波数へ最適に適合されることが可能である。
【０１２９】
さらに、加熱を回避しつつ濃縮された蒸気を保証するために、加熱電圧Ｕｈにより生じる最大の加熱電流が好ましくは７Ａを超えず、更に好ましくは６．５Ａを超えず、更に好ましくは６Ａを超えず、最適には２〜６Ａの範囲にあるべきであることが分かった。加熱電流は、十分な蒸発を保証することができるように、例えば１Ａ、好ましくは２Ａの下限を有することができる。
【０１３０】
ウィック構造１９の搬送率は、ここでも発熱体６０の蒸発率に最適に適合されており、その結果、液体をいつでも十分に再搬送することが可能であるとともに、発熱体６０の手前の範囲の空動作が防止される。
【０１３１】
発熱体−ウィック構造−構成体２０は、好ましくは、ＭＥＭＳ技術に基づき、特に配量されたケイ素に基づき製造されており、したがって、有利には微小電気機械システムである。
【０１３２】
上述の事項により、有利には、有利には少なくとも入口側６１で平坦なＳｉを基礎とする発熱体６０と、その下方に位置し、有利には異なる小孔サイズを有する１つ又は複数の毛管構造１９とで構成された発熱体−ウィック構造−構成体２０が提案される。発熱体６０の入口側６１に直接配置されたウィック構造１９は、発熱体６０の入口側６１における気泡の形成を防止する。なぜなら、気泡により、別の搬送作用が妨げられ、同時に、後から流れる液体による不足する冷却により発熱体６０の（局所的な）過熱がもたらされるためである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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