Das Herzstück der elektrischen Zigarette: der Atomizer
Viele unserer Kunden haben uns neugierig gefragt, was sich in der Verdampfereinheit unserer elektrischen Zigaretten befindet. Darum möchten wir für alle technisch Interessierten einmal einen Blick in den Atomizer hinein wagen, um das Funktionsprinzip der elektronischen Zigarette zu veranschaulichen.
Zusammengesetzte Verdampfereinheit einer Vitarette X10Der Atomizer ist für die Erzeugung des Dampfes einer elektrischen Zigarette zuständig. Statt Tabak zu verbrennen wird eine winzige Menge einer aromatischen, Flüssigkeit im Innern der Verdampfereinheit erhitzt, vernebelt und in Verbindung mit der eingesaugten Luft in Dampf umgewandelt.Das bei der elektrischen Zigarette verwendete technische Prinzip wird übrigens auch bei professionellen Party-Nebelmaschinen und Filmproduktionen verwendet. Um korrekt zu sein: dort wurde es erfunden. Bis in die siebziger Jahre war die Produktion von künstlichem Nebel eher aufwändig und teuer. Doch der deutsche Erfinder Günther Schaidt entwickelte 1973 das Produkt, das den Studios in Hollywood fortan die Erzeugung nebliger Kulissen am Set deutlich erleichtern sollte. Das Produkt fanden die Hollywood-Bosse so überzeugend, dass Schaidt für seine Erfindung mit dem Technik-Oscar geehrt wurde. |
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Atomizer mit entfernter Vitasmoke BanderoleIm ersten Schritt haben wir die weisse Banderole mit dem Vitasmoke-Schriftzug entfernt. Diese dient der Optik, hält aber auch die beiden Hauptkomponenten des Atomizers fest zusammen: den Gewindefuß (unten) und die Vernebelungskammer (oben).Unten, am Ende des Gewindefußes können Sie eine kleine viereckige Aussparung erkennen. Das ist eines von vier Lufteinlasslöchern bei der Vitarette X10, durch das Sie frische Luft einsaugen. Diese frische Luft wird von unten durch das mittige Loch im Atomizer der elektronischen Zigarette in die Vernebelungskammer des Atomizers transportiert. Dort vermischt sie sich mit dem in der elektrischen Zigarette produzierten Nebel. Allerdings hat der so entstehende Luftsog auch noch eine andere Funktion: er "schleift" das im Drahtgeflecht befindliche, angewärmte Liquid in Form winziger Tröpfchen mit sich mit hinein in den Keramikheizkörper, wo es aufgeheizt und verdampft wird. |
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Atomizer vom Gewindefuß getrenntIm nächsten Schritt haben wir den Gewindefuß und die Vernebelungskammer auseinandergezogen. Nun treten die beiden Kabel zum Vorschein, durch die die Energie vom Akku zur Heizkammer in die Heizwendel fließt. Zwischen den beiden Kabeln, hier nicht sichtbar, befindet sich der oben beschriebene, mittige Lufteinlaßkanal, durch den die eingesaugte Luft in die Vernebelungskammer gelangt. |
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Isolationsmannschette aus Atomizer gezogenAuf diesem Bild sehen Sie die Isolationsmanschette, die sich im Inneren der Heizkammer der elektrischen Zigarette befindet und die wir herausgezogen haben. Sie stellt sicher, dass kein Liquid von oben durchsickert, isoliert den Akku gegen die entstehende Wärme und fixiert das in der Heizkammer befindliche Heizelement. Außerdem dichtet sie die Edelstahl-Vernebelungskammer nach unten an den Seiten so ab, dass die eingesaugte Luft nur durch den mittigen Luftkanal in den Verdampfer strömen kann. |
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Edelstahl-Vernebelungskammer abziehenNun wollen wir uns anschauen, was sich im Inneren der Verdampfereinheit unserer elektrischen Zigarette abspielt. Dazu ziehen wir die Edelstahlkappe der Vernebelungskammer nach oben ab. |
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Kapillargeflecht einer elektrischen ZigaretteZum Vorschein kommt ein Körbchen aus mikroskopisch feinem Drahtgeflecht mit einer hauchdünnen „Silikon-Mütze“. Diese Silikonhaube hat gleich drei Funktionen. Zum einen hält sie das Kapillargeflecht zusammen, denn wie wir später sehen werden, ist dies zusammengesetzt aus dem oberen Bügel und dem unteren Teil, das aus einer kleinen Draht-Bahn zu einer Röhre zusammengerollt wurde.Zusätzlich hält die Silikonhaube das Aroma-Fluid in der Vernebelungskammer fest, wenn dies einmal durch die Kapillarwirkung in die Vernebelungskammer geflossen ist. Schließlich, und diese Funktion ist für den Verdampfungsprozess ausgesprochen wichtig, dichtet die Manschette den Raum zwischen Stahlzylinder und Kapillargeflecht so gut ab, dass die eingesogene Luft nicht seitlich entweichen kann, sondern auf diese Weise gezwungen wird, direkt an der Heizwendel vorbei zu strömen. Die Manschette hilft also auch, den Weg des Luftstroms zu regulieren. |
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Keramik-Heizkörper sorgt für schnelle Ausbreitung der Wärme in der VerdampfereinheitNun wollen wir noch einen Schritt weitergehen und ziehen unserem Atomizer seine Kopfbedeckung ab. Zum Vorschein kommt ein weißes Bauteil aus Keramik, der Keramik-Heizkörper.Dieser Heizkörper sorgt dafür, dass die in ihm befindliche Luft auf die für die Verdamfung werforderliche Temperatur erhitzt wird: nicht zu heiß, sonst würde das Fluid verkokeln, aber auch nicht zu kalt, sonst würde nichts passieren. Der Keramikheizkörper umschließt die darin liegende Heizwendel, die für die Erhitzung zuständig ist. Der kleine Keramikkörper im Artomizer der elektronischen Zigarette übertragt gleichzeitig aber auch Wärme nach aussen auf das ihn umgebende, mit Aroma-Fluid getränkte Drahtgeflecht (das Körbchen). Auf diese Weise wird das Liquid einer elektrischen Zigarette leicht vorgewärmt. Um ein Gefühl für die winzigen Abmessungen der verwendeten Technik in unserer elektrischen Zigarette zu bekommen, haben wir ein Streichholz zum Größenvergleich mit fotografiert. |
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Kapillargeflecht einer elektronischen Zigarette: winzige Abmessungen, riesiger WirkungsgradHier haben wir für Sie das Drahtgeflecht auseinandergelegt.Zusammengesetzt sieht es zwar aus wie ein kleines Körbchen oder eine preisgekrönte Damenhandtasche von Ed Hardy. In seine Einzelteile zerlegt kann man aber erkennen, dass es ich um einen zu einer Röhre zusammengerollten Streifen, einen zu einem U geformten Bügel und eine beide Teile zusammenhaltende Silikonmanschette handelt. Das Drahtgeflecht hat in der elektrischen Zigarette gleich mehrere wichtige Funktionen. Zunächst transportiert es das Liquid aufgrund seiner Kapillarwirkung in den Atomizer. Hier wird es bis zur Erwärmung zwischengespeichert. Das Drahtgeflecht ist aber auch ein ausgezeichneter Wärmeleiter, der die Wärme des Keramik-Heizkörpers aufnimmt und an das Fluid weitergibt. Schließlich entsteht durch die faserige Struktur auch eine sehr große Oberfläche für das Liquid. Dadurch kann immer ausreichend Liquid gespeichert werden und die große Oberfläche erleichtert auch die Übertragung der Wärme. |
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Öffnen des Keramik-Heizkörpers der elektrischen ZigaretteAuf diesem Bild haben wir den Atomizer einmal um 90 Grad gedreht, so dass man die seitlichen Lufteinlasslöcher erkennen kann. Diese haben eine sehr wichtige Funktion, denn sie leiten den Luftstrom von aussen durch das Kapillargeflecht mit dem angewärmten Liquid direkt in den Keramikkörper hinein.Um die Dampferzeugung zu verstehen, muss man den Strom der eingesaugten Luft verfolgen. Diese fließt durch die seitlichen Lufteinlasslöcher (die vier winzigen Löcher in dem goldenen Ring zwischen Akku und Atomizer, zwei davon sind auf dem Foto zu erkennen) von unten durch das mittige Loch des Atomizers (hier nicht zu sehen) in die durch den Stahlzylinder abgeschirmte Vernebelungskammer. Nach oben kann sie nicht entweichen, weil die Kammer dort mit der Silikonmanschette abgedichtet wurde.. Der einzig mögliche Weg verläuft durch die Lufteinlaßlöcher, die in dem Keramikheizkörper eingelassen sind, direkt in den Keramikkörper hinein. Hier strömt die Luft dann vorbei an der aufgeheizten Heizwendel und danach oben aus der Öffnung unter dem U-förmigen Bügel heraus, an der Vliesstoffkammer im Depot vorbei nach draußen. Dabei wird im Drahtgeflecht angesammeltes, angewärmtes Liquid vom Luftstrom mitgerissen. Anders, als man vermuten könnte, wird es nicht von der Heizwendel "gekocht" wie Wasser von einem Tauchsieder. Es strömt vielmehr im Luftsog in Form kleiner Mikrotröpfchen schnell an der Heizwendel vorbei mitten durch den Innenraum des Keramikheizkörpers. Die Innentemperatur in dem Keramikheizkörper ist so hoch, dass das Liquid dabei blitzschnell aufgeheizt wird, ohne zu verbrennen. Das Aufheizen überführt das Aroma-Fluid von seinem flüssigen in einen gasförmigen Zustand, es verdampft. Dadurch dehnt es sich in der Heizkammer aus, und wird beim Ziehen an der elektrischen Zigarette mit frischer Luft vermischt und nach außen transportiert (außen bedeutet in diesem Fall in den Mund). Auf seinem Weg nach draußen und im Mund trifft das kondensierte Liquid auf die kältere Umgebungsluft, kühlt wieder ab und zerreisst blitzartig zu Milliarden von mikroskopisch winzigen, kugelförmigen Nebel-Tröpfchen. Durch das darauf fallende Licht, das sich in diesen Tröpfchen bricht, sehen diese winzigen Tröpfchen aus wie Nebel oder Dampf. |
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Der Blick in den HeizkörperZum Schluss werfen wir einen Blick von oben in die Kammer des Heizkörpers der elektrischen Zigarette. Den U-förmigen Bügel haben wir entfernt. Nun können wir die um einen Keramik-Kern aufgewickelte Heizwendel deutlich erkennen. Sie besteht aus einem hochgradig hitzebeständigen Spezialmetall.Diese Heizwendel ist zusammengerollt mit nur etwa 2 Millimetern Länge winzig klein, ausgerollt bringt sie es auf etwa 25 mm. Die beiden Enden der Wendel sind über dünne Kabel und eine zwischengeschaltete Steuerungselektronik mit dem Plus- und Minuspol des Akkus verbunden sind. Die Heizwendel hat große Ähnlichkeit mit einem Glühfaden in einem Glühbirnchen und funktioniert auch so. Wenn Sie an der elektrischen Zigarette ziehen, setzt ein integrierter Mikroschalter den Stromfluss in Gang und die Heizwendel wird durch die elektrische Spannung erhitzt. Die Heizwendel leistet Schwerstarbeit, denn sie wird ständig erhitzt, kühlt wieder ab, wird wieder erhitzt. Ausserdem strömt das Liquid an der Wendel vorbei und es äßt sich nicht vermeiden, dass auch Liquid mit der Wendel in Berührung kommt, so dass diese nach einer gewissen Zeit beginnt, sich zuzusetzen. Damit wird vielleicht auch deutlich, warum es sich beim Atomizer um ein Verschleißteil handelt. Übrigens: wenn Sie zuviel Liquid nachfüllen, geht die Heizwendel im wahrsten Sinne des Wortes baden und ihre elektrische Zigarette verweigert die Dampftätigkeit. Saugen Sie mit einem Papiertuch erst einmal das überschüssige Liquid durch vorsichtiges Tupfen aus dem Kapillargeflecht. Dann pusten Sie kräftig von unten in den Atomizer. Meistens können Sie so das überschüssige Liquid loswerden. Unsere eingefleischten Kunden schwören darauf, ihre Atomizer von Zeit zu Zeit über Nacht in reinen Alkohol zu legen (den bekommt man in der Apotheke; auf keinen Fall in Spirituosen oder irgendetwas anderes legen). Der Alkohol löst Verklebungen in der Kammer und im Kapillargeflecht. Am nächsten Tag auspusten, wie oben beschrieben und zum Trocknen an einen warmen Platz legen (... den Atomizer, nicht Sie). |
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Wir hoffen, wir konnten Ihnen mit dem Blick in das Innenleben der Vitarette X10 die Funktionsweise unserer elektrischen Zigaretten ein wenig verdeutlichen und damit vielleicht auch Ihr Interesse am elektrischen Rauchen wecken.
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