DE102008054220A1 - Thermopneumatisches Mikroventil auf Basis von Phasenwechselmaterial - Google Patents

Thermopneumatisches Mikroventil auf Basis von Phasenwechselmaterial Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Bereich der Mikroverfahrenstechnik und der Regelung thermischer Prozesse auf die Bereitstellung eines thermopneumatischen Mikroventils, welches eine Regulierung von z. B. Gasströmen in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur ermöglicht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Bereich der Mikroverfahrenstechnik und der Regelung thermischer Prozesse auf die Bereitstellung eines thermopneumatischen Mikroventils, welches eine Regulierung von z. B. Gasströmen in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur ermöglicht.
  • In der Mikroverfahrenstechnik und bei der Regelung thermischer Prozesse, insbesondere in Mikroreaktoren oder Mikrobrennern, werden heutzutage Mikroventile verwendet, welche vorzugsweise mit Hilfe von Widerstandsheizelementen in Form von Heizfilmen oder Heizblöcken gesteuert werden.
  • Aus dem Stand der Technik ist so beispielsweise ein Mikroventil bekannt, welches ein Substrat mit einem Flusskanalsystem, eine Membran und ein Heizsystem aufweist. Im Substrat befinden sich ein Eintrittskanal und ein Austrittskanal, welche über eine Lücke im Kanal direkt unterhalb der Membran verbunden sind. Oberhalb der Membran befindet sich das Heizsystem, welches ein Arbeitsfluid und Heizelemente, welche die Temperatur des Arbeitsfluids regeln, aufweist. Um die Kanallücke zwischen Eintritts- und Austrittskanal zu versperren, wird das Arbeitsfluid mit Hilfe der Heizelemente aufgeheizt, so dass sich das Arbeitsfluid ausdehnt. Aufgrund der Ausdehnung wird die Membran ausgebeult und die Kanallücke zwischen Eintritts- und Austrittskanal versperrt.
  • Dieses Problem wird durch ein Zweikammermikroventil, wie es beispielsweise von H. Takao in „A MEMS microvalve with PDMS diaphragm and two-chamber configuration of thermo-pneumatic actuator for integrated blond test system an silicon", Sensors and Actuators A 119 (2005) beschrieben wird. Ein solches thermopneumatisches Mikroventil weist in einem Siliziumsubstrat eine Heizkammer mit einem Mikroheizer und einer Aktorkammer auf, welche über einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind. Oberhalb des Siliziumsubstrats ist ein Glassubstrat angeordnet, welches an seiner Unterseite einen ersten und einen zweiten benachbarten Fließkanal aufweist. Der erste und der zweite Fließkanal befinden sich oberhalb der Aktorkammer, wobei der erste und der zweite Fließkanal durch eine PDMS-Schicht von der Aktorkammer getrennt sind. Im geöffneten Zustand des Mikroventils ist die PDMS-Schicht in Richtung der Aktorkammer ausgebeult, so dass eine Kanallücke zwischen dem ersten und dem zweiten Fließkanal entsteht. Zum Schließen des Mikroventils wird der Heizer in der Heizkammer betätigt, so dass das Arbeitsmedium sich in der Heizkammer und damit auch der Aktorkammer ausdehnt und so die PDMS- Schicht nach oben in Richtung der Trennwand zwischen erstem und zweitem Fließkanal gedrückt wird. Somit schließt sich die Kanallücke zwischen erstem und zweitem Fließkanal und das Ventil ist geschlossen.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten thermopneumatischen Mikroventile erfordern jedoch den Einsatz von Temperaturmessgeräten, wie beispielsweise Thermoelementen, und einen Mikrocontroller zum Regeln des Heizers. Damit ist der Betrieb des Ventils auf den Einsatz elektrischer Energie angewiesen. Außerdem erweist sich die Herstellung solcher Mikroventile insbesondere aufgrund des Einsatzes eines Heizelementes als schwierig und kostenintensiv.
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein thermopneumatisches Mikroventil zur Verfügung zu stellen, welches auf einer einfachen Bauweise beruht und die oben genannten Nachteile der bekannten Mikroventile beseitigt.
  • Diese Aufgabe wird durch das Mikroventil nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Mirkoventils werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben. In Anspruch 16 werden erfindungsgemäße Verwendungen aufgeführt.
  • Erfindungsgemäß weist ein Mikroventil zumindest einen Ventilraum mit einem Eintritts- und einem Austrittskanal, einen Expansionsraum, in welchem ein Arbeitsmedium (Phasenwechselmaterial) enthalten ist, und eine trennende Membran, welche zwischen dem Ventilraum und dem Expansionsraum angeordnet ist, auf. Das Mikroventil ist dabei so ausgebildet, dass im geöffneten Zustand ein Fluid vom Eintrittskanal durch den Ventilraum in den Austrittskanal strömen kann, während im geschlossenen Zustand das Durchströmen des Fluids vom Eintrittskanal durch den Ventilraum in den Austrittskanal durch eine Deformation der trennenden Membran, welche auf die Expansion des Arbeitsmediums zurückzuführen ist, verhindert wird.
  • Die Deformation der trennenden Membran, welche auf der Expansion des Arbeitsmediums beruht, erfolgt vorzugsweise derart, dass die Membran sich in Richtung des Ventilraums wölbt bzw. ausdehnt, wodurch sich der Strömungsquerschnitt der Ventilkammer verengt und schließlich die Ventilkammer vollständig verschlossen wird. Die Membran berührt somit vorzugsweise die ihr gegenüberliegende Seite des Ventilsraums, so dass die Strömung des Fluids vom Eintrittskanal durch den Ventilraum in den Austrittskanal unterbrochen wird.
  • Zur Expansion des Arbeitsmediums kommt es aufgrund eines kontinuierlichen Austauschs von Wärmeenergie zwischen dem mehrlagigen keramischen Substrat, welches das Mikroventil ausbildet, und dem Phasenwechselmaterial im Expansionsraum. Das Arbeitsmedium nimmt somit durch Wärmeleitung Wärmeenergie aus den den Expansionsraum umgebenden keramischen Lagen auf und ist damit in direktem thermischen Kontakt mit der Umgebung des Mikroventils. Somit wird das erfindungsgemäße thermopneumatische Mikroventil letztlich durch die Umgebungstemperatur des Mikroventils gesteuert. Nachdem unterschiedliche Arbeitsmedien unterschiedliche Verdampfungstemperaturen aufweisen, richtet sich der Betriebspunkt des Mikroventils beispielsweise auch nach der Verdampfungstemperatur des verwendeten Arbeitsmediums. Das erfindungsgemäße Mikroventil ist also thermosensitiv und hat den Vorteil, dass auf den Einsatz von Temperaturmessgeräten und Mikrocontrollern verzichtet werden kann. Somit ist für den Be trieb des Ventils keine elektrische Hilfsenergie notwendig.
  • Das Arbeitsmedium wird vorzugsweise so gewählt, dass es auf die für die Regelung des Ventils erforderlichen Temperaturbedingungen abgestimmt ist. So spielt beispielsweise die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums bei der Wahl des Arbeitsmediums eine Rolle.
  • Als Arbeitsmedien bieten sich vorzugsweise Fluide aus der Gruppe bestehend aus Öl, Alkohol, Wasser, Äther und Mischungen hiervon an. Soll der Betriebspunkt des Mikroventils z. B. niedrig liegen, so sind vorzugsweise Alkohole, welche schon bei niedrigen Temperaturen zum Verdampfen neigen, als Arbeitsmedium einzusetzen. Soll der Betriebspunkt dagegen bei hohen Temperaturen liegen, bieten sich beispielsweise öle, welche eine hohe Verdampfungstemperatur haben, als Arbeitsmedium an.
  • Das Mikroventil ist bevorzugt in keramischer Mehrlagentechnik gefertigt. Das mehrlagige keramische Substrat des Mikroventils ist vorzugsweise als Tieftemperaturmehrlagenkeramik (Low-Temperature Cofired Ceramics LTCC) oder als Hochtemperaturmehrlagenkeramik (High-Temperature Cofired Ceramics HTCC) gefertigt. Solche Keramiken ermöglichen einen besonders vorteilhaften Wärmestrom zwischen dem mehrlagigen Substrat des Mikroventils und dem Arbeitsmedium im Expansionsraum des Mikroverntils. Die Verwendung von HTCC und LTCC ermöglicht eine integrierte Herstellung der erfindungsgemäßen Mikroventile. Damit ist eine Massenproduktion und somit auch eine kostengünstige Herstellung möglich.
  • Alternativ kann das Mikroventil auch Elemente aus Stahl, Silizium, Keramik oder deren Verbunden aufweisen. So können beispielsweise in das keramische Mehrlagensubstrat einzelne Schichten (Lagen) aus Stahl, Silizium oder anderen Keramiken als HTCC oder LTCC eingebaut sein. In diesem Fall ist ein guter bzw. sogar verbesserter Wärmeaustausch zwischen dem mehrlagigen Substrat des Mikroventils und dem Arbeitsmedium im Expansionsraum gewährleistet. Es ist aber ebenso möglich, dass das Mikroventil vollständig aus Stahl oder Silicium besteht.
  • Dabei weisen die verschiedenen Materialien eine unterschiedliche Wärmeleitung auf. So besitzt Silicium eine Wärmeleitung von etwa 150 W/(m·K), Stahl 15 W/(m·K), HTCC 10 bis 20 W/(m·K) und LTCC 2 bis 5 W/(m·K).
  • Die trennende Membran besteht vorzugsweise aus Halbmetallen, Metallen, Polymeren oder deren Verbund oder enthält mindestens eines dieser Materialien. Insbesondere Polymere sind bekannt für ihre guten Elastizitätseigenschaften und gewährleisten damit, dass die Membran bei der Ausdehnung des Arbeitsmediums nicht irreversibel verformt wird und bei einer anschließenden Volumenreduzierung des Arbeitsmediums in ihren Ausgangszustand zurückkehrt.
  • Das erfindungsgemäße Mikroventil eignet sich vorzugsweise zum Steuern eines Gasflusses, kann aber in Einzelfällen auch für die Regelung eines Flüssigkeitsstroms verwendet werden.
  • Die trennende Membran ist vorteilhafterweise so zwischen der Ventilkammer und der Expansionskammer angeordnet, dass die Membran im geöffneten Zustand des Mikroventils im Wesentlichen planar ist. Je nach Ausgestaltung von Ventilkammer und Expansionskammer jedoch kann die Membran auch im geöffneten Zustand eine Wölbung in Richtung des Expansionsraums ausbilden.
  • Vorzugsweise existiert für jedes erfindungsgemäß ausgestaltete Mikroventil ein erster definierter Sollwert und ein zweiter definierter Sollwert, wobei erster und zweiter Sollwert von der Wahl des Arbeitsmediums abhängt. Beim ersten Sollwert ist das Arbeitsmedium ausgedehnt und das Mikroventil ist verschlossen. Beim zweiten Sollwert dagegen ist die Membran in einem Zustand, dass das Ventil geöffnet ist.
  • Ausgehend von einer im geöffneten Zustand planar ausgebildeten Membran weist die Membran beim ersten definierten Sollwert eine Wölbung in Richtung der Ventilkammer auf, wodurch der Strömungsquerschnitt in der Ventilkammer verengt wird und es zu einer Abtrennung von Einlasskanal und Auslasskanal durch Verschluss der Ventilkammer kommt. Bei dem zweiten Sollwert kehrt die Membran in die im Wesentlichen planare Ausgangsform zurück, so dass der Strömungsquerschnitt in der Ventilkammer erweitert wird. Bei dem ersten und dem zweiten Sollwert handelt es sich vorzugsweise um Temperaturangaben, wie die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums sowie die Verflüssigungstemperatur des Arbeitsmediums.
  • Da das thermopneumatische Mikroventil vorteilhafterweise in einem mehrlagigen keramischen Substrat, welches einen guten bis sehr guten Wärmeaustausch mit dem Arbeitsmedium erlaubt, ausgebildet ist, kann das erfindungsgemäße Mikroventil ohne elektrische Energiezufuhr betrieben werden. Somit kann beispielsweise auf einen elektrischen Heizer und auf einen Mikrokon troller verzichtet werden.
  • Dennoch kann das Mikroventil ergänzend einen elektrischen Heizer zur Temperierung des Arbeitsmediums oder aber zur Temperierung des Substrats aufweisen. Somit können beispielsweise Mikroventile, welche als Arbeitsmedium beispielsweise Öle mit hohen Verdampfungstemperaturen aufweisen, bei niedrigeren Umgebungstemperaturen eingesetzt werden. Der elektrische Heizer kann dabei in, an oder außerhalb des Expansionsraums angeordnet sein. Außerdem können Temperaturmessgeräte und Mikrokontroller eingesetzt werden, um die Steuerung des Ventils zu überprüfen und damit noch verlässlicher zu machen.
  • Der Gasvolumenstrom im thermopneumatischen Mikroventil kann neben dem Wärmeaustausch zwischen Umgebung und Arbeitsmedium auch mittels externer elektrischer oder thermischer Energie, d. h. den gesteuerten oder geregelten Eintrag Joule'scher Wärme mittels eines Heizelements, gesteuert oder geregelt werden. Beispielsweise kann ein Heizelement oder ein Widerstandsdraht eingesetzt werden. Alternativ kann auch durch eine Verkleinerung des Volumens der Expansionskammer der Druck in der Expansionskammer erhöht werden und zu der Wölbung der Membran und damit zum Verschließen des Ventils führen.
  • Erfindungsgemäß wird auch eine Mikroventilanordnung bereitgestellt, die mindestens ein Mikroventil, wie es zuvor beschrieben wurde, aufweist, wobei die Mikroventile in Reihe, parallel oder in einer Matrix angeordnet sein können. Um die einzelnen Mikroventile bei unterschiedlichen Temperaturen schließen und öffnen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Mikroventile zumindest teilweise unterschiedliche Ar beitsmedien aufweisen.
  • Die erfindungsgemäßen Mikroventile finden beispielsweise bei der Regelung von Mikrobrennern, Mikrogeneratoren und Mikroreformern, Mikroreaktoren, Mikrobrennstoffzellen, Kühl- oder Heizsystemen und in der Mikroverfahrenstechnik sowie der Mikroenergietechnik und der Mikroanalytik Verwendung.
  • Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer thermopneumatischer Mikroventile gegeben. Es zeigen
  • 1 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Mikroventils; und
  • 2A bis 2C die Funktion des in 1 dargestellten Mikroventils.
  • Das erfindungsgemäße Mikroventil kann in den Formen „normal offen” oder „normal geschlossen” ausgeführt sein. 1 zeigt das erfindungsgemäße Ventil in der Variante „normal offen”. Die Auslegung des Ventils muss daher in enger Abstimmung mit der zu regelnden Baugruppe erfolgen, d. h. das Mikroventil muss sich in der Nähe der zu regelnden Baugruppe befinden.
  • In 1 ist der rechteckige Querschnitt durch ein mehrlagiges keramisches Substrat 1, welches als HTCC oder LTCC ausgebildet ist, gezeigt. Die Lagen des keramischen Substrats 1 liegen dabei horizontal ausgerichtet übereinander. Mittig in dem Substrat 1 angeordnet befindet sich eine Expansionskammer 2, deren Unterseite 2a und deren Seitenwände 2b durch das Substrat 1 gebildet sind und deren Oberseite durch eine planare, horizontal ausgerichtete Trennmembran 3 gebildet wird. Oberhalb der Trennmembran 3 grenzt ein Ventilraum 4 an, dessen Oberseite 4a und dessen Seitenwände 4b durch das mehrlagige Substrat 1 ausgebildet sind. Links vom Ventilraum 4 weist das mehrlagige Substrat 1 einen Eintrittskanal 5 auf, welcher an der linken Seitenwand 4b des Ventilraums 4 in den Ventilraum 4 übergeht. Auf der rechten Seite des Ventilraums 4 weist das Substrat 1 einen Austrittskanal 6 auf, welcher auf der rechten Seitenwand 4b des Ventilraums 4 aus dem Ventilraum 4 abzweigt. Das zu regelnde Fluid (Gas) bewegt sich in dem Eintrittskanal 5 in Richtung des Ventilraums 4, durch den Ventilraum 4 hindurch und in den Austrittskanal 6. Die Doppelpfeile mit der Referenzzahl 7 deuten den Wärmeaustausch zwischen dem mehrlagigen keramischen Substrat 1 und dem in der Expansionskammer 2 befindlichen Arbeitsmedium über die Unterseite 2a und die Seitenwände 2b der Expansionskammer 2.
  • Die 2A bis 2C zeigen die Funktion des in 1 dargestellten Mikroventils, dessen Trennmembran 3 in geöffnetem Zustand des Ventils planar ausgebildet ist. So weist das Mikroventil in den 2a bis 2c wiederum ein mehrlagiges Substrat aus LTCC oder HTCC, eine Expansionskammer 2, eine Trennmembran 3, einen Ventilraum 4 sowie einen Eintrittskanal 5 und einen Austrittskanal 6 auf. 2A zeigt ein geöffnetes Ventil, 2B ein halb geöffnetes Ventil und 2C ein geschlossenes Ventil.
  • Die Pfeile mit der Referenznummer 8 in 2A geben die Bewegungsrichtung des zu steuernden Fluids an. So bewegt sich das Fluid durch den Eintrittskanal 5 über den Ventilraum 4 in den Austrittskanal 6. Die Pfeile mit der Referenzzahl 9 geben den Strömungsquerschnitt im Ventilraum 4 an. In 2A ist die Trennmembran 3 planar dargestellt und der Strömungsquerschnitt maximal.
  • Wird durch einen Prozess die Temperatur des LTCC/HTCC erhöht, so bildet sich zwischen dem Wandmaterial 1 und dem Arbeitsmedium ein Temperaturgradient aus. Infolge dessen entsteht ein Wärmestrom vom Wandmaterial 1 in das Wärmemedium. Dadurch verdampft das Arbeitsmedium. Die Membran 3 wölbt sich in den Ventilraum 4 hinein und verengt den Strömungsquerschnitt des Ventilraums 4.
  • Dies ist in 2B dargestellt. Das zu steuernde Fluid bewegt sich entlang der Pfeilrichtung der Pfeile 8 durch den Eintrittskanal 5 in den Ventilraum 4 und von dort aus weiter in den Austrittskanal 6. Die Trennmembran 3 weist jedoch in 2B eine Wölbung 3a in Richtung des Ventilraums 4 auf. Aufgrund der Wölbung 3a wird der Strömungsquerschnitt, welcher durch die Pfeile mit der Referenznummer 9 dargestellt ist, im Ventilraum 4 verringert. Dadurch wird die Menge des entlang der Strömungsrichtung 8 strömenden Fluids verringert.
  • Solange zwischen dem Arbeitsmedium und dem Wandmaterial 1 ein Temperaturgradient herrscht, wird das Arbeitsmedium weiter verdampft, bis die Wölbung 3a der Membran 3 schließlich so ausgeprägt ist, dass der gesamte Strömungsquerschnitt geschlossen ist. Dies ist nun in 2C gezeigt. In 2C ist die Trennmembran 3 so stark gewölbt, dass die Membran 3 im Scheitelpunkt 3b der Wölbung 3a mit der Oberseite 4a des Ventilraums 4 in Kontakt ist. Somit geht der Strömungsquerschnitt, welcher durch die Pfeile 9 definiert ist, gegen 0 und die Strömung des Fluides vom Eintrittskanal 5 durch den Ventilraum 4 in den Austrittskanal 6 wird durch die Wölbung 3a der Membran 3 vollständig unterbunden. Das Mikroventil ist somit vollständig geschlossen. Fällt die Temperatur des Wandmaterials 1, so kühlt sich das Arbeitsmedium über die Wand 1 ab. Dabei verringert sich das Volumen des Arbeitsmediums und die Membran 3 nimmt die ursprüngliche Form, wie in 2A gezeigt, an.
  • Nachdem das erfindungsgemäße thermopneumatische Mikroventil thermosensitiv ist, lassen sich bevorzugt thermische Prozesse in der Mikroverfahrenstechnik regeln, ohne dass der Einsatz von Temperaturfühlern oder Temperaturmessgeräten und Mikrocontrollern erforderlich ist. Da somit auf eine externe elektrische oder thermische Energiezufuhr verzichtet werden kann, kann das Mikroventil eine kompakte Bauweise aufweisen und einfach und kostengünstig produziert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - H. Takao in „A MEMS microvalve with PDMS diaphragm and two-chamber configuration of thermo-pneumatic actuator for integrated blond test system an silicon”, Sensors and Actuators A 119 (2005) [0004]

Claims (16)

  1. Mikroventil in enthaltend Ventilraum (1) mit einem Eintrittskanal (4) und einem Austrittskanal (5), einen Expansionsraum enthaltend ein bei Erwärmung expandierendes Arbeitsmedium (3) sowie eine die Räume (1) und (3) trennende Membran (2), wobei im geöffneten Zustand des Mikroventils die Membran ein Durchströmen eines Fluids vom Eintrittskanal (4) durch den Ventilraum zum Austrittskanal (5) erlaubt, während im geschlossenen Zustand durch die Expansion des Arbeitsmediums eine Deformation der Membran bewirkt wird, durch die ein Durchströmen eines Fluids vom Eintrittskanal (4) durch den Ventilraum zum Austrittskanal (5) verhindert wird.
  2. Mikroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Expansion eine Wölbung der Membran hergerufen wird, durch die der Strömungsquerschnitt der Ventilkammer verengt, was zum Verschluss der Ventilkammer führt.
  3. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium durch Wärmeleitung Wärmeenergie aus den umgebenden keramischen Lagen aufnimmt und so in direktem thermischen Kontakt mit der Umgebung des Mikroventils steht.
  4. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium auf die für die Regelung des Ventils erforderlichen Temperaturbedingungen abgestimmt ist.
  5. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ölen, Alkoholen, Wasser, Ether und Mischungen hiervon.
  6. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroventil in keramischer Mehrlagentechnik, insbesondere HTCC- und/oder LTCC-Technik, gefertigt ist.
  7. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroventil Elemente aus Stahl, Silicium, Keramik oder deren Verbunden aufweist.
  8. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran aus Metall, Silicium, Keramik, Polymer oder Kombinationen hieraus gefertigt ist.
  9. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (Halb-)Metallen, Polymeren oder deren Verbunden.
  10. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran im geöffneten Zustand des Mikroventils im wesentlichen planar ist.
  11. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten definierten Sollwert die Membran eine Wölbung aufweist und dadurch die Membran den Strömungsquerschnitt in der Ventilkammer verengt und so eine Abtrennung von Einlasskanal und Auslasskanal durch Verschluss der Ventilkammer und bei einem zweiten Sollwert die Membran in die im wesentlichen planare Ausgangsform zurückkehrt und so der Strömungsquerschnitt in der Ventilkammer wird erweitert wird.
  12. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroventil ohne elektrische Energiezufuhr zu betreiben ist.
  13. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroventil ei nen elektrischen Heizer zur Temperierung des Arbeitsmediums aufweist.
  14. Mikroventil nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Heizer in, an oder außerhalb des Expansionsraums angeordnet ist.
  15. Mikroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gasvolumenstrom mittels externer elektrischer oder thermischer Energie steuern und regeln lässt.
  16. Verwendung des Mikroventils nach einem der Ansprüche zur Regelung von Mikrobrennern, Mikrogeneratoren und Mikroreformern, Mikroreaktoren, Mikrobrennstoffzellen, Kühl- oder Heizsystemen, in der Mikroverfahrenstechnik, in der Mikroenergietechnik und in der Mikroanalytik.
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