DE112004000204T5

DE112004000204T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von preisgünstigen elektrokinetischen Pumpen

Info

Publication number: DE112004000204T5
Application number: DE112004000204T
Authority: DE
Inventors: Thomas W. San Carlos Kenny Jr.
Original assignee: Cooligy Inc
Current assignee: Cooligy Inc
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2006-06-01
Also published as: JP2006516831A; WO2004076857A3; US20040188065A1; WO2004076857A2; US20040234378A1; US7044196B2; TW200419072A

Abstract

Eine elektroosmotische Pumpe mit
a. einer Fluidkammer;
b. einem Pumpelement zum Hindurchpumpen eines Fluids, wobei das Pumpenelement zum Teilen der Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Einlassanschluss und einer Auslasskammer mit einem Fluidauslaßanschluss positioniert ist;
c. einer Einlasselektrode, die in der Einlasskammer mit einem vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements positioniert ist,
d. einer Auslasselektrode, die in der Auslasskammer positioniert ist und
e. Mitteln zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen diesen, wobei die Mittel zum Anlagen einer elektrischen Spannung mit der Einlasselektrode und der Auslasselektrode verbunden sind.

Description

Zugehörige Anmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität nach 35 U.S.C. 119 (e) der ebenfalls anhängigen U.S. provisorischen Patentanmeldung Serien-Nr. 60/444,269, eingereicht am 31. Januar 2003 mit der Bezeichnung „MITTEL ZUM GEFRIEREN BEI EINER FLÜSSIGKEITSKÜHLUNG IN GESCHLOSSENEM KREISLAUF FÜR ELEKTRONISCHE GERÄTE". Die weiter anhängige U.S. provisorische Patentanmeldung Serien-Nr. 60/444,269, eingereicht am 31. Januar 2003 mit der Bezeichnung „MITTEL ZUM GEFRIEREN BEI EINER FLÜSSIGKEITSKÜHLUNG IN GESCHLOSSENEM KREISLAUF FÜR ELEKTRONISCHE GERÄTE" wird hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen.

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen eines wärmeerzeugenden Gerätes im allgemeinen und insbesondere eine preisgünstige elektrokinetische Pumpe und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Hintergrund der Erfindung

Elektronische Pumpen können Flussraten über 100 ml/min und Drücke über 10 PSI erzeugen. Es ist in dem Stand der Technik bekannt, dass elektrokinetische Pumpen durch das Aufbringen einer Spannung auf Elektroden arbeiten, die auf den gegenüberliegenden Seiten eines porösen Pumpelements in dem Gehäuse positioniert sind. Vorbekannte elektrokinetische Pumpen sind in Gehäusen angeordnet, einige von ihnen haben Nachteile bei ihrer Ausgestaltung. Diese Nachteile beeinträchtigen die gleichmäßige Ausbildung der Pumpen, sie vermindern auch die Zuverlässigkeit der Pumpe. Insbesondere können die unterschiedlichen thermischen Expansionskoeffizienten der Materiale, die als in existierenden elektrokinetischen Pumpen verwendet werden, Leckprobleme und Durchflussstörungen verursachen. Weiter berücksichtigen vorbekannte elektrokinetische Pumpen nicht den Unterschied der thermischen Expansion zwischen dem Material des Pumpengehäuses und den Fluideingängen die Abweichung als auch den Fluidleitungen, die an die Pumpen angebracht sind. Eine solche Unterschiedlichkeit der thermischen Expansion der Materiale kann eine Leckage oder einen Bruch zwischen der Pumpe und den Fluidleitungen verursachen. Vorbekannte Pumpengehäuse, die versuchen, diese Probleme zu lösen, haben komplexe Ausbildungen, die die Herstellung der Pumpen teuer machen, zeitaufwendig sind und arbeitsintensiv.

Die physikalische Ausbildung der vorbekannten elektrokinetischen Pumpen ermöglicht keine optimale Verwendung. Insbesondere die Ausbildung der Fluidkammergrößen und der Positionen der Pumpelemente und deren Elektroden kann verbessert werden, um die Eigenschaften der elektrokinetischen Pumpen zu verbessern.

Erforderlich ist ein dichtes Pumpengehäuse mit einer Ausgestaltung, die diese Nachteile überwindet und die in einer preisgünstigen Weise herstellbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine elektroosmotische Pumpe mit einer Fluidkammer, einem Pumpelement zum Hindurchpumpen des Fluids, wobei das Pumpenelement derart positioniert ist, dass es die Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Fluideinlassanschluss, einer Auslasskammer mit einem Fluidauslassanschluss trennt, einer Einlasselektrode, die in der Einlasskammer positioniert ist und einen vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements hat, eine Auslasselektrode, die in der Auslasskammer positioniert ist und Mittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und an die Auslasselektrode zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen diesen, wobei das Mittel mit der Einlasseleketrode und der Auslasselektrode gekoppelt ist. Der vorgegebene Abstand, mit dem die Einlasselektrode von der ersten Fläche positioniert ist, kann in dem Bereich zwischen 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegen. Die Auslasselektrode kann mit einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements angeordnet sein. Der vorgegebene Abstand, um den die Auslasselektrode von der zweiten Fläche beabstandet ist, kann in dem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm sein. Die Auslasselektrode kann auf einer zweiten Fläche des Pumpelements angeordnet sein. Die Verweilzeit der Einlasskammer ist im Bereich von etwa 1/20 eine Minute bis etwa eine Minute. Ein Volumen der Einlasskammer kann gleich sein einem Bereich des Pumpelements multipliziert mit der Breite zwischen etwa 0,4 cm bis etwa 3,0 cm. Die elektroosmotische Pumpe kann hergestellt werden unter Verwendung eines oder mehrerer Materiale einschließlich Metall, Glas, Keramik, Kunststoff oder eine Kombination daraus. Das eine oder die mehreren Materiale können durch ein oder mehrere Dichtmateriale gekoppelt sein. Das eine oder die mehreren Dichtmateriale können Lot, Dichtglas, Klebstoffe mit geringem Modul oder eine Kombination daraus aufweisen. Klebstoffe mit geringem Modul können das Element gegenüber einem Gehäuse der elektroosmotischen Pumpe abdichten. Die elektroosmotische Pumpe kann hergestellt sein unter Verwendung einer oder mehrerer Pumpenmateriale derart, dass jedes Pumpenmaterial mit dem Fluid verträglich ist oder derart, dass eines oder mehrere Pumpenmateriale, die nicht mit dem Fluid verträglich sind, was eine Beschichtung mit einem verträglichen Material voraussetzt. Das Fluid kann eine gepufferte Wasserlösung sein. Das eine oder mehrere Pumpenmateriale können Isolationsmateriale beinhalten, die mit gepufferten Wasserlösungen verträglich sind. Das Pumpenmaterial kann aus einer Gruppe gewählt sein bestehend aus Siliziumnitride, Titan, Aluminium, Silizium, Borosilikat, Vycor und Kunststoff. Das Pumpenelement kann ein negatives Zeta-Potential bei Vorhandensein eines Fluids zeigen und die Einlasseleketrode ist eine Anode und die Auslasselektrode ist eine Kathode. Das Pumpelement kann ein positives Zeta-Potential bei dem Vorhandensein dem Fluid zeigen und die Einlasselektrode eine Kathode und die Auslasselektrode eine Anode sein. Das Material der Anode kann aus der Gruppe bestehend aus Platin, verkleidetes Niobium, mit Platin platiertes Titan, Platin verkleidetes Titan, Kohlenstoff, verglaster Kohlenstoff, gemischte Metalloxidbeschichtung auf Titan, Silber imprägnierte Farbe oder dimensionsstabiles Anodenmaterial sein. Die gemischte Metalloxidbeschichtung auf Titan kann eine Iridium- und Titanoxidbeschichtung auf Titanium einschließen. Das dimensionsstabile Anodenmaterial kann eine Gruppe bestehend aus einer leitenden Idridiumoxidbeschichtung auf Titan oder Tutheniumoxidbeschichtung auf Titan einschließen. Ein Material der Kathode kann gewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, platinbeschichtetem Titan, rostfreiem Stahl, Kohlenstoff, Gold, platiertem Silber, mit Silber imprägnierter Farbe und verglastem Kohlenstoff. Die elektroosmotische Pumpe kann eine oder mehrere Einlasskammer oder mehrere Pumpelemente und eine oder mehrere Auslasskammern aufweisen, wobei jede der Einlasskammern ein oder mehrere Fluideinlassanschlüsse aufweist. Die elektroosmotische Pumpe kann weiter eine Rekombinationskammer aufweisen, die mit der Einlasskammer gekoppelt ist, um ein Einlasskammergas und ein Auslasskammergas zu rekombinieren.

Der Einlassanschluss in der Einlasskammer kann derart konfiguriert und positioniert sein, so dass Fluid, das in die Einlasskammer eintritt, gut gemischt wird. Das Fluid kann durch Vorsehen des Fluids von dem Einlassanschluss in die Einlasskammer mit einer sehr hohen Durchschnittsgeschwindigkeit gemischt werden. Die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit des Fluids, das in die Kammer an dem Einlassanschluss eintritt kann größer sein als ungefähr 25 cm/sek.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine elektroosmotische Pumpe eine Fluidkammer, ein Pumpelement zum Pumpen von Fluid durch diese, die positioniert ist, um die Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Einlassanschluss und Auslasskammer mit einem Fluidauslassanschluss zu teilen, auf, wobei die Größe der Einlasskammer proportional zu einer vorgegebenen Verweilzeit in der Einlasskammer ist, eine Einlasselektrode, die innerhalb der Einlasskammer positioniert ist, eine Auslasselektrode, die innerhalb der Auslasskammer positioniert ist und Mittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen diesen auf, wobei das Mittel zum Anlegen der elektrischen Spannung mit der Einlasselektrode und der Auslasselektrode gekoppelt ist. Die Verweilzeit der Einlasskammer kann in dem Bereich von etwa 1/20 eine Minute bis etwa 1 Minute liegen. Das Volumen der Einlasskammer kann zwischen etwa 0,4 cm und etwa 3,0 cm sein. Die Einlasselektrode kann in einem vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements endpositioniert sein. Der vorgegebene Abstand, mit dem die Einlasseleketrode von der ersten Fläche beabstandet ist, kann in einem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegen. Die Auslasselektrode kann in einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert sein. Ein vorgegebener Abstand, um den die Auslasseleketrode von der zweiten Fläche beabstandet ist, kann in dem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegen. Die Auslasselektrode kann auf einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert sein. Die elektromagnetische Pumpe kann aus einem oder mehreren Materiale bestehen, die mit Sauerstoff nicht reagieren. Die elektroosmotische Pumpe kann hergestellt sein unter Verwendung eines oder mehreren Materiale einschließlich Metall, Glas, Keramik, Kunststoff und Kombinationen dieser. Das eine Material oder mehrere Materiale können mit einem oder mehreren Dichtmateriale kombiniert sein. Das eine oder die mehreren Dichtmateriale können Silber, Dichtglas, Klebstoffe mit niedrigem Modul oder eine Kombination von diesen aufweisen. Klebstoffe mit tiefem Modul können das Pumpelement mit einem Gehäuse der elektroosmotischen Pumpe abdichten. Die elektroosmotische Pumpe kann unter Verwendung eines oder mehrerer Pumpenmateriale hergestellt sein, etwa so, dass das Pumpenmaterial mit dem Fluid verträglich ist oder derart, dass das eine oder die mehreren Pumpenmateriale, die nicht mit dem Fluid verträglich sind, mit einem mit dem Fluid verträglichen Material beschichtet sind. Das Fluid kann eine gepufferte Wasserlösung aufweisen. Das eine oder die mehreren Pumpenmateriale können Isolationsmateriale aufweisen, die mit gepufferter Wasserlösung verträglich sind. Das Pumpenmaterial kann aus der Gruppe bestehend aus Siliziumnitride, Titan, Aluminium, Silizium, Borosilikat, Vycor oder Kunststoff bestehen. Das Pumpelement kann in Anwesenheit von des Fluids ein negatives Zeta-Potential aufweisen und die Einlasselektrode ist eine Anode und die Auslasselektrode ist eine Kathode. Das Pumpelement kann in Anwesenheit des Fluids ein positives Zeta-Potential aufweisen und die Einlasselektrode ist eine Kathode und die Auslasselektrode ist eine Anode. Ein Material der Anode kann gewählt sein aus der Guppe bestehend aus Platin, Platin verkleidetes Niobium, mit Platin belegtem Titan, Platin verkelidetem Tantalum, Graphit, Glaskarbon, gemischtes Metalloxyd, vermischtes Metalloxyd, das mit Titan beschichtet, mit Silber imprägnierter Farbe und dimensionsstabilem Anodenmaterial. Das gemischte Metalloxyd, das das Titan beschichtet, kann Iridium- und Tantalumoxid einschließen.

Das dimensionsstabile Anodenmaterial kann eines aus der Gruppe bestehend aus Iridiumoxid, das titanbeschichtet und Rutheniumoxid, das titanbeschichtet ist, sein. Ein Material der Kathode kann gewählt werden aus einer Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin beschichtetem Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, platiertes Silber, mit Silber imprägnierte Farbe und Glaskarbon gewählt sein. Die elektroosmotische Pumpe kann eines oder mehrere Einlasskammern, eines oder mehrere Pumpelemente und eines oder mehrere Auslasskammern aufweisen, wobei jede Einlasskammer einen oder mehrere Fluideinlassanschlüsse aufweist. Die elektroosmotische Pumpe kann weiter eine Rekombinationskammer aufweisen, die mit der Einlasskammer gekoppelt ist um ein Einlasskammergas und ein Auslasskammergas zu rekombinieren. Der Einlassanschluss an der Einlasskammer kann so ausgebildet und so positioniert sein, dass das Fluid, das in die Einlasskammer eintritt, gut vermischt wird. Das Fluid kann gut gemischt werden durch Transportieren des Fluids von dem Einlassanschluss in die Einlasskammer mit einer hohen Durchschnittsgeschwindigkeit. Die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit des Fluids, das in die Einlasskammer eindringt, kann an dem Einlassanschluss größer sein als etwa 25 Zentimeter pro Sekunde.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die elektromotorische Pumpe auf eine Fluidkammer, ein Pumpelement zum Pumpen von Fluid durch diese, die positioniert ist, um die Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Fluideinlassanschluß und einer Auslasskammer mit einem ersten Fluidauslassanschluß, eine für Gas permeables Element, das die Passage eines Gases von der Auslasskammer zu der Einlasskammer erlaubt, wobei es die Passage des Fluids durch diese verhindert, eine Einlasselektrode, die in der Einlasskammer positioniert ist und einen vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements, eine Auslasselektrode, die in der Auslasskammer positioniert ist und Mittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen diesen, wobei das Mittel zum Anlegen der Spannung mit der Einlasselektrode und der Auslasselektrode gekoppelt ist. Das für Gas durchlässige Element kann die Passage eines Gases einer Auslasskammer von der Auslasskammer zu der Einlasskammer erlauben. Das Auslasskammergas kann überwiegend Wasserstoff sein. Das Auslasskammergas kann überwiegend Sauerstoff sein. Der vorgegebene Abstand, kann um den die Einlasselektrode von der ersten Fläche positioniert ist, kann in dem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegen. Die Auslasselektrode kann einen vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements haben. Der vorgegebene Abstand, um den die Auslasselektrode von der zweiten Fläche positioniert ist, kann in dem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegen. Die Auslasselektrode kann mit einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert sein. Eine Verweilzeit der Einlasskammer ist im Bereich von etwa 1/20 einer Minute bis 1 Minute. Ein Volumen der Einlasskammer kann gleich einem Bereich des Pumpelements multipliziert mit der Breite zwischen 0,4 cm und etwa 3,0 cm sein. Die elektroosmotische Pumpe kann hergestellt werden unter Verwendung eines oder mehrerer Materiale, darunter Metall, Glas, Keramik, Kunststoff oder einer Kombination davon. Das eine oder die mehreren Materiale können mit einem oder mehreren Dichtmateriale gekoppelt sein. Das eine oder die mehreren Dichtmateriale können Lot, Dichtglas, Klebstoffe mit geringem Modul oder eine Kombination daraus sein.

Klebstoffe mit geringem Modul können das Pumpelement gegenüber einem Gehäuse der elektroosmotischen Pumpe abdichten. Die elektroosmotische Pumpe kann hergestellt sein unter Verwendung eines oder mehrerer Materiale, derart, dass jedes Material mit dem Fluid kompatibel ist, oder derart, dass eine oder mehrere Pumpenmateriale, die nicht mit dem Fluid verträglich sind, mit einem mit dem Fluid verträglichen Material beschichtet sind. Das Fluid kann eine gepufferte Wasserlösung ausweisen. Das eine oder die mehreren Pumpenmateriale können Isolationsmateriale aufweisen, die mit gepufferten Wasserlösungen verträglich sind. Das Pumpenmaterial kann ausgebildet sein aus einer Gruppe bestehend aus Siliziumnitride, Titan, Aluminium, Silizium, Borosilikat, Vykor und Kunststoff. Das Pumpenelement kann ein negatives Zeta-Potential bei Vorhandensein eines Fluids zeigen und die Einlasseleketrode ist eine Anode und die Auslasselektrode ist eine Kathode. Das Pumpelement kann ein positives Zeta-Potential bei dem Vorhandensein dem Fluid zeigen und die Einlasselektrode eine Kathode und die Auslasselektrode eine Anode sein. Das Material der Anode kann aus der Gruppe bestehend aus Platin, verkleidetes Niobium, mit Platin platiertes Titan, Platin verkleidetes Titan, Kohlenstoff, verglaster Kohlenstoff, gemischte Metalloxidbeschichtung auf Titan, Silber imprägnierte Farbe oder dimensionsstabiles Anodenmaterial sein. Die gemischte Metalloxidbeschichtung auf Titan kann eine Iridium- und Titanoxidbeschichtung auf Titanium einschließen. Das dimensionsstabile Anodenmaterial kann eine Gruppe bestehend aus einer leitenden Idridiumoxidbeschichtung auf Titan oder Tutheniumoxidbeschichtung auf Titan einschließen. Ein Material der Kathode kann gewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, platinbeschichtetem Titan, rostfreiem Stahl, Kohlenstoff, Gold, platiertem Silber, mit Silber imprägnierter Farbe und verglastem Kohlenstoff. Die elektroosmotische Pumpe kann eine oder mehrere Einlasskammer oder mehrere Pumpelemente und eine oder mehrere Auslasskammern aufweisen, wobei jede der Einlasskammern ein oder mehrere Fluideinlassanschlüsse aufweist. Die elektroosmotische Pumpe kann weiter eine Rekombinationskammer aufweisen, die mit der Einlasskammer gekoppelt ist, um ein Einlasskammergas und ein Auslasskammergas zu rekombinieren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der eingehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die auf die Beschreibung oder Bezugnahme bevorzugte Ausführungsbeispiele, wie sie unten angegeben sind.

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

1 zeigt ein schematisches Diagramm eines geschlossenen Kühlsystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

2A zeigt eine Explosionsansicht der Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung.

2B zeigt eine Explosionsdarstellung einer Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

3A zeigt eine vordere Seitenansicht des unteren Gehäuseabschnitts in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

3B zeigt eine vordere Seitenansicht des unteren Gehäuseabschnitts in Übereinstimmung mit dem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

4A zeigt eine rückwärtige Explosionsansicht des unteren Gehäuseabschnitts in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

4B zeigt eine rückwärtige seitliche Explosionsansicht des unteren Gehäuseabschnitts in Übereinstimmung mit dem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

5A zeigt eine Querschnittsansicht der Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

5B zeigt eine Querschnittsansicht einer alternativen Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit dem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

6A zeigt eine Querschnittsansicht der elektrischen Kontakte, die in der bevorzugten Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

6B zeigt eine Querschnittsansicht der elektrischen Kontakte, die bei der alternativen Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

7A zeigt eine weggeschnittene Ansicht des bevorzugten Pumpelements mit elektrischen Kontakten, die um einen vorgegebenen Abstand davon positioniert sind in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

7B zeigt eine weggeschnittenen Ansicht des bevorzugten Pumpenelements mit den einem elektrischen Kontakt gekoppelt mit diesem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

8 zeigt eine Querschnittsansicht einer anderen alternativen Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Eingehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung

1 zeigt ein schematisches Diagramm eines geschlossenen Kühlsystems 10 nach der vorliegenden Erfindung. Das Kühlsystem weist vorzugsweise einen mit Mikrokanälen versehen Wärmetauscher 12 auf, der mit einer Wärmequelle 99, etwa einem Mikroprozessor, gekoppelt ist. Alternativ ist der Wärmetauscher 12 einstückig mit der Wärmequelle 99 als eine Komponente ausgebildet. Es sollte beachtet werden, dass das System 10 eine beliebige Art eines Wärmeaustauschers beinhalten kann.

Der Auslassfluidanschluss 16 des Wärmetauschers 12 ist, wie in 1 gezeigt, mit der Fluidleitung 18 gekoppelt, die wiederum mit dem Einlassfluidanschluss 24 des Wärmeabweisers 20 gekoppelt ist. Der Auslassfluidanschluss 26 des Wärmeabweisers 20 ist mit der Fluidleitung 18 gekoppelt, die wiederum mit dem Fluideinlassanschluß 28 der Pumpe 22 der vorliegenden Erfindung gekoppelt ist. Der Auslassfluidanschluß 30 der Pumpe 22 ist mit der Fluidleitung 18 gekoppelt, der wiederum mit dem Fluideinlassanschluß 14 des Wärmetauschers 12 gekoppelt ist. Die Pumpe nach der vorliegenden Erfindung pumpt und zirkuliert Fluid innerhalb des geschlossenen Kreislaufes 10. Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Kreislaufsystem 10 mehr als einen Wärmetauscher 12 auf. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Zirkulationssystem mehr als einen Wärmeabweiser 20 auf. Es ist auch bedacht, dass mehr als eine Wärmequelle mit dem Zirkulationssystem 10 gekühlt werden kann. Alternativ zirkulieren mehrere Pumpen, (nicht gezeigt) Fluid zu ihren jeweiligen Einlass- und Auslassanschlüssen 14, 16, 24 und 26 in dem Fall, dass mehr als ein Wärmetauscher 12 und mehr als ein Wärmeabweiser 20 vorhanden sind. Es ist dem Fachmann klar, dass andere Komponenten, die in 1 nicht gezeigt sind, zu beachten sind. Es ist weiter dem Fachmann klar, dass die Komponenten des Systems in jeder anderen geeigneten Reihenfolge in dem Kreislauf 10 angeordnet sein können und dass die Reihenfolge nicht auf die in 1 gezeigte Anordnung begrenzt ist.

Der bevorzugte Betrieb des Zirkulationssystems 10 schließt das Kühlen der Wärmequelle 99 ein, wobei die Pumpe 22 gekühltes Fluid durch seinen Auslassanschluß 30 zu dem Wärmetauscher 12 zirkuliert. Die Pumpe 22 nach der vorliegenden Erfindung zirkuliert vorzugsweise einen gleichförmigen Strom zu dem Wärmeaustauscher 12 und dem Wärmeabweiser 20 und ist ausgebildet zum Pumpen von Fluid entweder in einem einphasigen oder zweiphasigen Fluss innerhalb des Systems 10 abhängig von den Umständen. Alternativ kann die Pumpe 22 den Fluss zu dem Wärmeaustauscher 12 variieren. Das Fluid, das aus der Pumpe 22 austritt, erreicht den Wärmetauscher 12 und absorbiert die Wärme, die von der Wärmequelle 99 erzeugt wird. Innerhalb des Wärmetauschers 22 erfährt das Fluid entweder einen einphasigen oder einen zweiphasigen Fluss in Abhängigkeit von mehreren Faktoren, einschließlich, nicht aber begrenzt auf die Wärme, die von der Wärmequelle 99 erzeugt wird, dem Betrag und die Flussrate des Fluids durch die Wärmequelle, als auch andere Faktoren. Das erwärmte Fluid tritt aus dem Wärmetauscher 12 durch den Ausschlussansschluß 16 aus und erreicht den Einlassanschluss 24 des Wärmeabweisers 20, wodurch der Wärmeabweiser 20 die Wärme in dem Fluid in die Umgebungsluft abgibt und das Fluid kühlt. Das gekühlte Fluid verlässt den Wärmeabweiser 20 über den Auslassanschluß 26 und erreicht die Pumpe 22 über den Einlassanschluss 28. Der Prozess schreitet fort, um das gesamte System 10 oder die Wärmequelle 99 auf die gewünschte Maximaltemperatur zu bringen. Alternativ wird der Prozess fortgesetzt, um jedes oder mehrere der einzelnen Komponenten in dem System bei der gewünschten Temperatur arbeiten zu lassen.

Das Fluid in dem Kühlsystem 10 basiert vorzugsweise auf Wasser. Alternativ ist das Fluid in dem System 10 eine Kombination aus organischen Lösungen, die einen tiefen Gefrierpunkt oder erhöhte thermische Eigenschaften zeigen, als auch eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion. Das Fluid in dem System kann einen einphasigen flüssigen Zustand oder einen Zweiphasenstrom zeigen. Der Zweiphasenstrom schließt ein Fluid ein, das sowohl flüssige als auch gasförmige Zustände hat. Jedoch ist dem Fachmann klar, dass sowohl in einem Einphasensystem als auch in einem Zweiphasensystem das Gleichgewicht und bei allen Arbeits- oder Speichertemperaturen das Fluid denselben Dampf in dem Kreislauf 10 zeigt als auch in den Komponenten wie den Röhren, Wärmetauchern, Pumpen, Bälgen, Anschlüssen und Verbindern.

2A zeigt eine Explosionsdarstellung einer Pumpenanordnung in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 2A gezeigt, weist eine bevorzugte Pumpe 100 eine Gehäusekörper mit einem unteren Gehäuseteil 102A und einem Gehäusedeckel 102B auf. Weiter weist die Pumpe 100 einen Fluideinlassanschluss 126 und einen Fluidauslassanschluss 124 als auch eine Auslasselektrode 112B' und eine Einalsselektrode 112A' auf. Die Auslasselektrode 112B' ist mit einem elektrischen Auslasskontakt 112B gekoppelt, die Einlasselektrode 112A' ist mit einem elektrischen Einlasskontakt 112A verbunden. Der elektrische Auslasskontakte 112B und der elektrische 112A sind jeweils vorzugsweise mit der Pumpe 100 durch den unteren Gehäuseabschnitt 102A gekoppelt. Der untere Gehäuseabschnitt 102A weist vorzugsweise eine Höhlung 106 auf, die ein elektroosmotisches Pumpelement 104 beinhaltet. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Pumpelement 104 eine Glasfritte. Der untere Abschnitt 102A weist weiter eine Rekombinationshöhlung 108 auf, die dazu dient, Wasserstoff und Sauerstoff, das in dem Kühlsystem in Wasser verbunden wurde zu rekombinieren. Die Theorie, wie Wasserstoff und Sauerstoff in der Pumpe aufgrund der Elektroosmose gebildet wird, ist in dem Stand der Technik gut bekannt und wird daher nicht in seinen weiteren Einzelheiten hier beschrieben werden. Wenn ein anderes Fluid als Wasser gepumpt wird, versteht es sich, dass andere Gase oder Chemikalien gebildet werden können.

Die Auslasselektrode 112B'und die Einlasselektrode 112A' sind jeweils vorzugsweise um einen vorgegebenen Anstand von dem Pumpelement 104 beabstandet. In diesem bevorzugten Fall werden die Auslasselektrode 112B'und die Einlasselektrode 112A' als off-frit-Elektroden bezeichnet. Vorzugsweise ist die Einlasselektrode 112A' mechanisch gekoppelt aber elektrisch isoliert von dem Gehäuse 102A, die Auslasselektrode 112B' ist mechanisch gekoppelt, aber elektrisch isoliert von der unter Fläche der Höhlung 106 in dem Gehäuseabschnitt 102A. Beide Elektroden sind vorzugsweise mit dem Gehäuse 102A gekoppelt. Die Einlasselektrode 112A' ist entweder mit dem Gehäuse 102A direkt oder über eine Zwischenstützstruktur gekoppelt. Unabhängig von der Art und Weise, in der die Einlasselektrode 112A' mit dem Gehäuse 102A gekoppelt ist, ist die Einlasselektrode 112A' um einen vorgegebenen Abstand von der entsprechend nächsten Fläche des Pumpelements 104 (der oberen Fläche des Pumpenelements 104 in 2A) positioniert. Der vorgegebene Abstand zwischen der Einlasselektrode 112A' und dem Pumpelement 104 ist vorzugsweise in dem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm. Entsprechend ist die Auslasselektrode 112B' entweder mit dem Gehäuseabschnitt 102A direkt oder eine Zwischenstruktur gekoppelt. Die Auslasselektrode 112B' ist vorzugsweise mit einem vorgegebenen Abstand von der entsprechenden nächsten Fläche des Pumpelements 104 (der Bodenfläche des Pumpelements 104 in 2A) positioniert. Der vorgegebene Abstand zwischen der Auslasselektrode 112B' und dem Pumpelement 104 liegt vorzugsweise in dem Bereich zwischen 0,005 mm bis etwa 5,0 mm.

Die Einlasselektrode 112A' und die Auslasselektrode 112B' können ein Drahtgeflecht, eine perforierte Folie, eine lose Spirale, verkleidete Metallfolien, expandierte Metallfolien oder ein Film, der auf der inneren Fläche des Gehäuseabschnitts abgelagert ist, sein. Andere Typen von Elektroden können auch als Einlasselektroden 112A' und Aulasselektroden 112B' verwendet werden. Beispiele derartiger alternativer Elektroden werden in der U.S.-Patentanmeldung N. 10/669,495, eingereicht am 23. September 2003 mit der Bezeichnung „Mikro-hergestellte elektrokinetische Pumpe mit On-frit-Elektrode", die gleichzeitig eingereicht, mitanhängig und denselben Eigentümer hat, beschrieben, es wird hier durch Bezugnahme eingeschlossen. Das Material, das für eine Anode verwendet wird, ist vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Platin, verkleidetes Platin, Niobium, mit platinplattiertem Titan, platinverkleidetes Tantalum, Graphit, Glascarbon, einer gemischten Metalloxidbeschichtung auf Titan wie als Iridium und Tantalumbeschichtung auf Titan, mit silberimprägnierter Farbe und dimensionsstabilen Anodenmaterial wie leitfähiges Iridiumoxid oder Rutheniumoxid oder Titan sein. Das ;aterial, das als Kathode verwendet wird, ist vorzugsweise gewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin platiertem Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, platiertem Silber, mit Silber imprägnierter Farbe oder Glascarbon.

2B zeigt eine Explosionsdarstellung einer Pumpenanordnung mit Übereinstimmung einem alternativem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine alternative Pumpe 200 weist, wie in 2B gezeigt, einen Gehäusekörper mit einem unteren Gehäuseabschnitt 202A und einem Gehäusedeckel 202B auf. Die Pumpe 200 ist mit der Pumpe 100 identisch mit der Ausnahme, das eine Auslasselektrode 212B' und eine Einlasselektrode 212A' mit dem Pumpenelement 204 gekoppelt sind. In diesem alternativen Fall werden die Auslasselektrode 212B' und die Einlasselektrode 212A' als on-frit-Elektroden bezeichnet.

3A zeigt eine perspektivische Fronansicht des Aufnahmebereiches des unteren Gehäuseabschnitts 102A in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zeigt 4A eine perspektivische rückwärtige Explosionsansicht der äußeren Fläche des unteren Gehäuseabschnitts 102A mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der bevorzugte untere Gehäuseabschnitt 102A weist, wie in den 3A und 4A gezeigt, eine Bodenfläche 118A, Seitenwände 114A, 114B, 116A und 116B auf. Ein oberer Deckel 118B geht in die Seitenwände 114A, 114B, 116A und 116B um den gesamten unteren Gehäuseabschnitt 102A über. Der obere Deckel 118B ist so ausgebildet, dass er mit der äußeren Lippe 103 (2A) des Gehäusedeckels 102B ausgerichtet ist und an diesem angebracht ist. Die Lippe 103 des Gehäusedeckels 102B und die obere Lippe 118B des unteren Gehäuses 102A erzeugen, wie in 5A gezeigt ist, eine Dichtung bei Ankleben oder verbinden in Kontakt miteinander, wodurch ein dichter Raum in der Pumpe 100 geschaffen wird. Obwohl die Seitenwände 114A, 114B, 116A und 116B vorzugsweise einen rechteckigen Gehäuseabschnitt 102A bilden, ergibt es sich für den Fachmann, dass der rechteckige Gehäuseabschnitt eine andere geeignete Form, (beispielsweise kreisförmig, quadratisch, trapezoid, jedes andere Polygon oder in Kombination von Teilen eines Kreises oder Polygons) sein kann.

Zurück zu 3A. Der untere Gehäuseabschnitt 102A hat die Aufnahmehöhlung 106 und die Rekombinationshöhlung 108, wobei eine Trennwand 122 zwischen diesen positioniert ist, um einen Abschnitt der Aufnahmehöhlung 106 von der Rekombinationshöhlung 108 zu trennen. Vorzugsweise ist die Aufnahmekammer 106 derart kreisförmig, dass ein kreisförmiges elektroosmotisches Pumpelement 104 sicher in diesem eingepasst ist. Vorzugsweise sind die Form der Auslasselektrode 112B' und die Einlasselektrode 112A' (in 3A nicht gezeigt), im Wesentlichen gleich der Form des Pumpelements 104. Alternativ stimmen die Form der Einlasselektrode 112A' und die Auslasselektrode 112B' nicht mit der Form des Pumpelements 104 überein. Obwohl das elektroosmotische Pumpelement 104 (2A und 3A) eine kreisförmige Scheibenform haben, sind anders geformte Pumpelemente möglich. Die Höhlung 106 hat daher alternativ die Form, die der Form des Pumpelements 104 entspricht.

3B zeigt eine perspektivische Frontansicht des Aufnahmebereichs des unteren Gehäuseabschnitts 202A in Übereinstimmung mit dem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wie in 2B gezeigt ist. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Auslasselektrode 212B' und die Einlasselektrode 212A' in dem Pumpelement 204 gekoppelt, die Auslasselektrode 212B' und die Einlasselektrode 212A' sind, mit anderen Worten, On-frit-Elektroden. Die Auslasselektrode 212B' ist als solche nicht mit dem unteren Gehäuseabschnitt 202A gekoppelt. 3B zeigt daher den unteren Gehäuseabschnitt 202A, die Einlasselektrode 212A' ist in 3B nicht gezeigt.

Die Höhlung 106 schließt, wie in 2A und 3A gezeigt, vorzugsweise einen schrägen Rand 102 in der inneren unteren Fläche auf. Das Pumpelement 104 und das Gehäuse 102 bestehen vorzugsweise aus Borosilikatglas, wobei beide einen übereinstimmenden Koeffizienten der thermischen Ausdehnung haben. Das Pumpelement als auch das Gehäuse 102 expandieren daher während des Betriebs mit derselben Rate. Die Bodenfläche des Pumpelements 104 sitzt auf dem Rand 102 zum Erzeugen einer Auslasskammer 140 (5A9 unterhalb des Pumpelements 104 und einer Einlasskammer 142 (5A) oberhalb des Pumpelements 104. Das Pumpelement 104 ist mit dem Rand 120 vorzugsweise durch Dichtglas gekoppelt, wodurch Fluid in der Einlasskammer 142 durch das Pumpelement 104 gepumpt wird. Alternativ ist das Pumpelement 104 mit dem Rand 120 durch einen Klebstoff oder vorzugsweise einem Klebstoff mit geringem Modul gekoppelt.

In den 3A und 4A ist gezeigt, dass der untere Gehäuseabschnitt 102A in einen Einlassanschluss 126 und einen Auslassanschluss 124 auffasst, die sich vorzugsweise weg von der äußeren, unteren Fläche 118A des unteren Gehäuseabschnitts 102A erstrecken. Es ist bevorzugt, dass der Fluideinlassanschluss 126 und der Fluidauslassanschluss 124 sich von derselben Fläche in dem Gehäuse erstrecken, um es zu ermöglichen, die Pumpe 100 in einem schmalen Abstand einzubringen. Alternativ sind der Einlassanschluss 126 und der Auslassanschluss 124 so konfiguriert, dass sie sich von verschiedenen Flächen des Pumpengehäuses erstrecken. Es wird jetzt auf die 3A und 4A bezug genommen. Der Einlassanschluss 126 wird in eine Höhlung 106 und ist in Kommunikation mit der Einlassfluidkammer 142. Weiter erstreckt sich der Einlassanschluss 126 von der unteren Fläche 118A durch den unteren Gehäuseabschnitt 102A in die Öffnung nahe der Lippe 118B des unteren Gehäuseabschnitts 102A. Fluid, das durch den Einlassanschluss 126 fließt, wird getrennt von dem Fluid gehalten, das durch den Auslassanschluss 124 fließt. Weiter ergibt es sich für den Fachmann, dass, obwohl nur ein Einlassanschluss und nur ein Auslassanschluss hier dargestellt und beschrieben sind, jede beliebige Anzahl von Einlassanschlüssen und Auslassanschlüssen und Fluidleitungen alternativ verwendet werden können mit der Pumpe 100 der vorliegenden Erfindung.

Die Ausrichtung der Pumpe ist ein wichtiger Faktor, der zu beachten ist, wenn der Ort des Auslassanschlusses 124 gewählt wird. In dem vorgegebenen Ausführungsbeispiel hat das Pumpelement ein negatives Zeta-Potential. Die Auslasselektrode 112B' in der Auslasskammer 140 (5A) erzeugt während des Betriebs der elektrokinetischen Pumpe H₂-Gas Das H₂-Gas erreicht schließlich die Einlasskammer 142 (5A) der Pumpe, um sich an dem Katalysator mit O₂ unter Erzeugung von H₂O zu verbinden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe 100 weist, wie in 5A gezeigt, den Einlassanschluss 126 auf, der nahe der Oberseite der Einlasskammer 142 positioniert ist. Diese Ausbildung erlaubt einen Auftrieb, um die Bewegung der H_2–- Bläschen von der Auslasselektrode 112B' zu dem Auslassanschluß 124, wobei die H₂- Bläschen durch das Fluid zurück zu der Einlasskammer 142 der Pumpe 100 gedrückt und in der Rekombinationskammer 108 rekombiniert werden. Aufgrund dieses Effekts ist die Pumpe 100 derart orientiert, dass die Rekombinationskammer 108 oberhalb des Pumpelements 104 positioniert ist.

5A zeigt eine Querschnittsansicht der bevorzugten Pumpenanordnung 100 in Übereinstimmung mit der Erfindung. Das Pumpelement 104 sitzt auf dem Rand 120 unter Bildung der Auslasskammer 140 unterhalb des Pumpelements 104 und der Einlasskammer 142 oberhalb des Pumpelements 104. Die Kammer; die die Einlasselektrode anschließt, wird als Einlasskammer bezeichnet, was in 5A auch der Einlasskammer 142 entspricht. Die Kammer, die an die Auslasselektrode anschließt, wird als Auslasskammer bezeichnet, was in 5A auch der Auslasskammer 140 entspricht. Die Größe der Einlasskammer ist vorzugsweise entsprechend einer vorgegebenen Verweilzeit ausgebildet. Die Verweilzeit ist definiert als das Volumen der Einlasskammer dividiert durch die Flussrate. Wenn, beispielsweise, die Einlasskammer ein Volumen von 1 Liter und die Flussrate 1 l/min. ist, ist die durchschnittliche Verweilzeit 1 Minute. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt die Verweilzeit in dem Bereich von etwa 1/20 einer Minute bis etwa 1 Minute. Das ausgebildete Volumen der Einlasskammer skaliert mit der beabsichtigten Flussrate der Pumpenanordnung zur Erreichung der erwünschten Verweilzeit.

Das Volumen der Einlasskammer und der Auslasskammer ist vorzugsweise so ausgebildet um die erforderlichen Verweilzeiten von 1/20 einer Minute und 1 Minute zu erlauben. Um diese Verweilzeiten zu erreichen, ist die Einlasskammer vorzugsweise von einer Größe mit einem Volumen gleich dem Bereich des porösen Pumpelements multipliziert mit einer Breite zwischen etwa 0,4 cm und etwa 3 cm. Die Auslasskammer kann eine ähnliche Größe haben. Der Fluideinlass und der Fluidauslass von den Kammern sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Vermischung der Fluide innerhalb dieser Kammern bewirken. Das Fluid in der Einlasskammer wird als gut vermischt betrachtet, wenn die mittlere Standardabweichung des pH-Wert des Fluids in der Einlasskammer vorzugsweise geringer ist als 3 pH-Punkte. Vorzugsweise ist die Standardabweichung des pH-Werts geringer als 2 pH-Punkte. Ganz besonders bevorzugt ist die Standardabweichung des pH-Werts kleiner als 1 pH-Punkt. Um eine gute Vermischung des Fluids in der Einlasskammer zu bewirken, erreicht die durchschnittliche Fluidgeschwindigkeit in der Einlasskammer an dem Einlassanschluss eine hohe Durchschnittsgeschwindigkeit. Eine hohe Durchschnittsgeschwindigkeit ist vorzugsweise größer als 10 cm/sec. Ganz besonders bevorzugt ist die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit größer als 20 cm/s. Ganz besonders bevorzugt ist die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit größer als 25 cm/s.

Es wird jetzt auf die 3A und 4A Bezug genommen. Der untere Gehäuseabschnitt 102A weist vorzugsweise zwei Anschlüsse 128, 130 auf, die ausgebildet sind, um den elektrischen Einlassanschluss 112A beziehungsweise den elektrischen Auslassanschluss 112B zu halten.

Insbesondere erstreckt sich der Kontaktanschluss 130 von der Höhlung 106 und ragt vorzugsweise aus der unteren Fläche 118A. Zusätzlich ragen die Kontaktanschlüsse 128 aus der Bodenfläche 118A und vorzugsweise erstrecken sie sich durch den Körper des unteren Gehäuseabschnitts 102A zu der Lippe 118B des unteren Gehäuseabschnitts 102A. In den 3A und 4 ist gezeigt, dass der elektrische Ausgangsanschluss 112B in den elektrischen Anschluss 130 passt, wodurch der elektrische Auslasskontakt 112B in Berührung mit der Auslasselektrode 112B' ist. Zusätzlich passt der elektrische Eingangsanschluss 112A in den elektrischen Anschluss 128, wodurch der elektrische Einlasskontakt 112A in Berührung mit der Einlasselektrode 112A' ist.

Das Gehäuse 102 der vorliegenden Pumpe 100 besteht aus einem Material derart, dass der elektrische Kontakt, der an dem Pumpelement 104 vorgesehen ist, die Pumpe 100 nicht kurzschließt. Vorzugsweise besteht das Gehäuse 102 aus einem Isolationsmaterial einschließlich, ohne darauf begrenzt zu sein, aus Glas, Keramik, Kunststoff, Polymer und Kombination daraus. Alternativ besteht das Gehäuse 102 aus jedem geeignetem Metall, das eine Innenfläche hat, die mit einem der oben genannten Isolationsmaterialien beschichtet ist.

Es ist weiter bevorzugt, dass Material, das für die Pumpe und die anderen Komponenten in dem System 10 (1) ausgewählt wird, mit dem Fluid, das in dem System 10 verwendet wird, kompatibel ist. Das Fluid, das in dem System verwendet wird basiert, wie oben gesagt, vorzugsweise auf Wasser. Besonders bevorzugt ist eine gepufferte Wasserlösung mit einem hohen pH-Wert. Mit einem derartigen Fluid gibt es Materialien, die wahrscheinlich korrodieren oder sich zuersetzen, etwa Aluminium. Es gibt jedoch viele Metalle, Keramiken und Gläser, die mit einer gepufferten Wasserlösung mit einem hohen pH-Wert verträglich sind. Bevorzugte Materialien beinhalten, ohne darauf begrenzt zu sein, Kupfer, Titan, rostfreien Stahl, Platin, Silber, Gold, Niobium und Nickel. Bevorzugte Keramiken schließen, ohne darauf begrenzt zu sein, Silizium, Nitride, Titan, Aluminium und Silizium ein. Bevorzugte Gläser schließen, ohne darauf begrenzt zu sein, Silizium, Borosilizium und Vycor ein.

Bestimmte Pumpelementmateriale wie Silizium, haben, wie bekannt ist, in Kombionation mit einem Fluid in einem bestimmten pH-Bereich, ein negatives Zeta-Potential. Wenn diese Kombinatiopn eines solchen Fluids und eines solchen Pumpenmaterials verwendet werden, fließt das Fluid von der Anode zu der Kathode. Alternativ zeigen andere Pumenmateriale wie Aluminium in Kombonation mit einem Fluid mit einem pH-Wert in einem bestimmten Bereich ein positives Zeta-Potential. Bei dieser Kombination eines solchen Fluids mit einem solchen Pumpenmaterial fließt das Fluid von der Kathode zu der Anode.

Es ist dem auf dem Fachgebiet bekannt, dass infolge des Betriebs einer elektroosmotischen Pumpe O₂ an der Einlasselektrode erzeugt wird. Einiges des erzeugten O₂ nimmt die Form von in dem Fluid gelöstem O₂ an. Eine unerwünschte Folge ist es, dass das gelöste O₂ mit organischen Materialien, etwa Epoxy, an jedem Ort des Kühlkreislaufes des Systems 10 ( 1) reagieren kann. Wenn das gelöste O₂ mit dem organischen Material reagiert, wird das O₂ von dem System entfernt, was einen Überschuss an O₂ bewirkt, dass graduell zu einer Druckerhöhung im Inneren des Systems führt. Dieser Effekt kann begrenzt werden durch Reduzieren oder Beschränken des Anteils der Innenfläche des gesamten Systems, die organisch ist. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht die Pumpenanordnung 100, 200 vollständig aus nicht-reaktiven Materialen, etwa Glas, Dichtglas, Metall und Keramik. In diesem Fall werden ein Lot und/oder ein Dichtglas als Verbindungsmaterial verwendet anstatt Epoxy. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem die Verwendung von Epoxy erforderlich ist, sind der Bereich im Inneren der Pumpenanordnung, in dem das Epoxy dem Fluid ausgesetzt ist, durch eine geeignete Ausgestaltung begrenzt. Die exponierten Bereiche können auch mit einer nicht-reaktiven Beschichtung beschichtet sein und/oder die exponierte Fläche kann vorbehandelt sein, so dass es bereits oxidiert wird und daher keine weitere Oxidation unterzogen ist. Es ist weiter bedacht, dass andere Fluide in dem System 10 verwendet werden können und die Materiale, die für die Komponenten des Systems 10 verwendet werden, sind Materiale, die mit dem gewählten Fluid verträglich sind, das heißt jegliches Material mit einer vernachlässigbaren oder gar keiner Korrosion oder Dekomposition in dem Vorhandensein des gewählten Fluids.

Zurück zu 5A. Ein Einlassfluidrohr 138 ist mit dem Einlassfluidanschluss 126 gekoppelt. Vorzugsweise ist ein Dichtkragen 144 zwischen der Innenfläche des Fluidrohrs 136 und dem Fluidanschluss 126 angeordnet. Der Dichtkragen 144 besteht vorzugsweise aus Wolfram oder einem anderen geeignetem Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der annähernd dem des Materials des Fluidanschlusses 126 entspricht. Da der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Dichtkragens 144 dem des Materials des Fluidanschlusses 126 ähnlich ist, wird der thermische Ausdehnungskoeffizient des Dichtkragens 144 wahrscheinlich demjenigen des Materials des Fluidrohrs 138 nicht entsprechen. Der Dichtkragen 144 weist jedoch vorzugsweise eine geeignete Duktilität auf zum Bewirken einer Dichtung mit dem Fluidrohr 138 unabhängig von dem Betrag der Expansion oder Kontraktion, der das Fluidrohr 138 unterworfen ist. Der Dichtkragen 144 ist vorzugsweise weiter zwischen dem Auslassfluidanschluss 124 und einer Auslassfluidleitung 136 positioniert. Obwohl der Dichtkragen 144 vorzugsweise in Beziehung zu der Pumpe 100 beschrieben ist, ist es für den Fachmann klar, dass der Dichtkragen 144 auch verwendet werden kann, um die Fluidleitungen und den Einlassanschluss und den Auslassanschluss der anderen Komponenten in dem System 10 (1) zu koppeln, einschließlich, aber nicht begrenzt auf den Wärmeaustauscher 12 und den Wärmeabweiser 20.

Der Dichtkragen 144 ist zwischen dem Fluidrohr 136, 138 und den Fluidanschlüssen 124, 126 angebracht, vorzugsweise durch Erwärmen des Fluidrohrs 136, 138 auf eine Temperatur, bei der das Fluidrohr 136, 138 expandiert, um eine Passung über den Dichtkragen 144 zu erlauben. Den Dichtkragen 144 wird sodann in das Rohr 136, 138 eingesetzt, und es wird dem Rohr 136, 138 erlaubt abzukühlen und unter Bildung einer Dichtung rund um den Dichtkragen 144 zu kontrahieren. Vor der Fertigstellung dieser Anordnung wird der Dichtkragen 144 mit dem Fluidanschluss 124, 126 durch ein geeignetes Verfahren wie, nicht aber begrenzt auf, Dichtglas, Lot, Schmelzen des Glases und Verbinden mit Epoxy. Alternativ wird der Dichtkragen mit dem Fluidanschluss 124, 126 während des Glasschmelzens oder einen Drückvorgang der Bildung des Gehäuses 102 gekoppelt. Das Pumpelement 104 und die Gehäusekomponenten sind vorzugsweise unter Verwendung desselben Verfahrens angebracht. Die Reihenfolge der Schritte der Montage der Pumpe 100 wird bestimmt durch die Temperatur der Komponenten in jedem Schritt als auch dem Bedürfnis zum Schutz von bestimmten Elementen der Pumpe 100 vor bestimmten Temperaturen. Wenn, beispielsweise, der Katalysator eine obere thermische Belastungsgrenze von 4000 hat, ist es erwünscht, höhere Temperaturmontageschritte vor dem Abdichten der Rekombinationskammer 108 mit dem Katalysatorelement im Inneren auszuführen.

Die Fluidrohre 136, 138 sind vorzugsweise mit den Fluidanschlüssen 124, 126 über einen Dichtkragen 144 gekoppelt, wie oben beschrieben. Alternativ sind die Fluidrohre 136, 138 hermetisch mit den Fluidanschlüssen 124, 126 gekoppelt unter Verwendung alternativer Mittel einschließlich, nicht aber darauf beschränkt, dem Einbringen eines Dichtmaterials zwischen dem Dichtkragen und dem Fluidanschluss und/oder Anordnen eines Dichtmaterials zwischen dem Dichtkragen und dem Fluidrohr, einsetzen des Rohres direkt in den Fluidanschluss unter Verwendung des Dichtkragens und Einsetzten des Fluidrohres in den Fluidanschluss mit einem Dichtmaterial, das zwischen diesem angeordnet ist, ohne Verwendung des Dichtkragens. Beispiele derartiger Dichtmittel sind eingehender beschrieben in der gleichzeitig eingereichten, anhängigen, unter der Nr. US 2005/0016715 erschienenen U.S. Patentanmeldung mit dem Titel „Hermetisch geschlossenes Fluidkreislaufsystem", das hier durch Bezugnahme einbezogen wird.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Montieren der Pumpe schließt die Verwendung von Dichtglas oder einem Klebstoff mit geringem Modul ein, um das poröse Pumpelement 104 mit der Höhlung 106 innerhalb des Gehäuses 102 zu koppeln, als auch die Dichtungen zwischen den Gehäuseanschlüssen 124, 126 und dem Dichtkragen 144 zu koppeln. Die elektrische Durchführungen werden vorzugsweise in dem nächsten Schritt hergestellt. Anschließend werden die Gehäusekomponenten 102A, 102B mit den Elektroden 112A', 112B' und dem Katalysator darin miteinander kombiniert. Anschließen wird das Gehäuse 102 abgedichtet unter Verwendung eines Rückfluss-Niedrigtemperaturlots oder einer Epoxydichtung. Die Fluidrohre 136, 138 werden dann vorzugsweise erwärmt und um die Dichtkragen 144 gedichtet.

5B zeigt eine Querschnittsansicht der alternativen Pumpenanordnung 200 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Bei der alternativen Pumpenanordnung 200 ist die Elektrode 212A' (nicht gezeigt) mit der oberen Fläche des Pumpelements 204 gekoppelt und die Auslasselektrode 212B' (nicht gezeigt) ist mit der unteren Fläche des Pumpelements 204 gekoppelt. Die in Bezug auf die 2B, 4B und 5B gezeigt ist, passt der elektrische Auslasskontakt 212B mit dem elektrischen Anschluss 230 zusammen, um mit der Auslasselektrode 212B' Kontkt zu machen, wobei die Auslasselektrode 212B' in Berührung mit der Auslassseite des Pumpelements 204 ist. Weiter passt der elektrische Einlasskontakt 212A in den Elektrodenanschluss 228, um die Einlasselektrode 212A'zu berühren, wobei die Einlasselektrode 212A' in Berührung mit der Einlassseite des Pumpelements 104 ist.

6A zeigt eine Querschnittsansicht der elektrischen Kontakte 112A, 112B, die bei der bevorzugten elektroosmotischen Pumpenanordnung 100 nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In 6A ist gezeigt, dass der elektrische Einlasskontakt 112A in dem Einlassanschluss 128 positioniert ist, und der elektrische Auslasskontakt 112B innerhalb des Auslassanschluss 130 positioniert ist. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontakte 112A, 112B in dem Gehäuseabschnitt 102A durch die selbe Außenfläche positioniert, etwa der unteren Fläche 118A (4A), um es der Pumpe 100 zu erlauben, in schmaleren Bereichen innerhalb der elektronischen Einrichtung zu passen. Alternativ sind die elektrischen Kontakte 112A, 112B in der Pumpe durch unterschiedliche äußere Flächen der Gehäuse 102A, 102B positioniert.

Ähnlich wie die Fluidrohre 136, 138 sind die elektrischen Kontakte 112A, 112B vorzugsweise aus Kupfer gefertigt, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der typischerweise mit dem thermischen Koeffizienten des Materials des Gehäuses 102 nicht übereinstimmt. Die Expansion der elektrischen Kupferkontakte 112A, 112B schneller als die des Material des Gehäuses 102 wird bewirken, dass die elektrischen Kontakte 112A, 112B gegen die inneren Wandungen der jeweiligen Anschlüsse drücken und den Druck der Dichtung zwischen dem Gehäuse 102 und den elektrischen Kontakten 112A, 112B verbessern. In einem extremen Fall übersteigt der ansteigende Druck die Festigkeit des Materials des Gehäuses und führt zu Brüchen in dem Gehäuse 102. Im Gegensatz dazu wird eine Expansion des Materials des Gehäuses 102 mit einer Rate, die schneller ist als diejenige der elektrischen Kontakte 112A, 112B einen Spalt in der Dichtung zwischen jedem der elektrischen Kontakte 112A, 112B und seinem elektrischen Kontaktanschluss 128, 130 verursachen, wobei der abgedichtete Raum in der Pumpe 100 und dem System 10 (1) verletzt wird. Um es den elektrischen Kontakt in 112A, 112B und dem Gehäuse 102 zu erlauben, mit einer unterschiedlichen Rate zu expandieren, während der abgedichtete Raum der Pumpe 100 und dem Systems 10 bleibt, ist der Dichtkragen 144 vorzugsweise zwischen der Innenfläche der Kontaktanschlüsse 128, 130 und dem elektrischen Kontakt 112A, 112B positioniert. Der Dichtkragen 144 besteht vorzugsweise aus Wolfram oder einem anderen geeignetem Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der vorzugsweise dem des Materials des Gehäuses 102 entspricht. Der Dichtkragen 144 hat weiter eine geeignete Duktilität zu beschaffen eines Toleranzpuffers zwischen dem elektrischen Kontakt 112A, 112B und den elektrischen Kontaktanschlüssen 128, 130, derart, dass die elektrischen Kontakte 112A, 112B und die Anschlüsse 128, 130 mit ihren jeweiligen Raten expandieren und kontrahieren können, ohne den abgedichteten Raum innerhalb des Gehäuses 102 zu beeinträchtigen.

Der Abdichtkragen 144 ist vorzugsweise an den elektrischen Kontakten 112A, 112B befestigt und die Kontaktanschlüsse 128, 130 durch Verwenden eines Dichtglases zwischen diesen.

Alternativ ist der Dichtkragen 144 mit dem elektrischen Kontakt 112 und den Anschlüssen 128, 130 unter Verwendung eines Lots gesichert. Alternativ können die elektrischen Kontakte 112A, 112B selbst aus Wolfram oder jedem geeignetem Material bestehen, anstatt einen Dichtkragen 144 zwischen den Kontakten 112A, 112B und den Anschlüssen 128, 130, so dass die elektrischen Kontakte 112A, 112B entlang des Gehäuses 102 expandieren und der Raum innerhalb der Pumpe 100 erhalten bleibt. Alternativ können ähnliche Dichtmethoden verwendet werden, die oben beschrieben worden sind in Bezug auf die Kupplung der Fluidrohre 136, 138 zu den Fluidanschlüssen 124, 126, um die elektrischen Kontakte 112A, 112B mit dem Gehäuse 102 abzudichten.

6B zeigt eine Querschnittsansicht der elektrischen Kontakte, die bei der alternativen Pumpenanordnung 200 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie in 6B gezeigt ist, ist der elektrische Einlasskontakt 212A innerhalb des Einlassanschlusses 228 positioniert und ist mit der On-frit-Einlasselektrode 212A' gekoppelt, der elektrische Auslasskontakt 212B ist innerhalb des Auslassanschlusses 230 positioniert und ist mit der on-frit? Auslasselektrode 212B' gekoppelt.

Es versteht sich, dass die oben erwähnte Beschreibung sich auf die bevorzugte Pumpenanordnung 100 nach den 2A, 3A, 4A, 5A und 6A beziehen, entsprechendes gilt für die alternative Pumpenanordnung 200 nach den 2B, 3B, 4B, 5B und 6B mit der Ausnahme der on-frit? Elektroden der Pumpe 200 gegenüber den Off-frit-Elektroden der Pumpe 100.

7A zeigt eine geschnittenen Ansicht der bevorzugten Pumpenanordnung 100 mit dem elektrischen Einlasskontakt 112A, der mit einer Off-frit-Elektrode 146 gekoppelt ist, vorzugsweise an der Innenfläche des Gehäusedeckels 102B angeordnet, wobei die Off-frit-Elektrode vorzugsweise mit einem vorgegebenen Abstand von der Pumpenanordnung 104 positioniert ist. Wie in 7A gezeigt, ist der elektrische Einlasskontakt 112A mit der Off-frit-Elektrode 146 durch ein Lot oder durch ein leitfähiges Epoxy 148 gekoppelt. Vorzugsweise ist ein Epoxy 150 über den elektrischen Kontakt 112A und Anbringungsmaterial 148 angeordnet, um das Anbringungsmaterial 148 zu passivieren und so zu schützen. Entsprechend ist der elektrische Auslasskontakt 112B (nicht gezeigt) mit einer zweiten off-frit? Elektrode (nicht gezeigt) gekoppelt, vorzugsweise an der inneren Fläche des unteren Gehäuseabschnitts 102A angeordnet, wobei die zweite Off-frit-Elektrode vorzugsweise um einen vorgegebenen Abstand von der Pumpenanordnung 104 positioniert ist. Der elektrische Auslasskontakt 112B ist mit der zweiten Off-frit-Elektrode durch ein Lot oder durch ein leitfähiges Epoxy gekoppelt, ein Epoxy ist vorzugsweise über den elektrischen Kontakt 112B und das Anbringungsmaterial vorgesehen.

7B zeigt eine Schnittansicht einer alternativen Pumpenanordnung 200 mit dem elektrischen Einlasskontakt 212A gekoppelt an diese mit Übereinstimmung der vorliegenden Erfindung. Wie in 7B gezeigt, ist der elektrische Einlasskontakt 212A an einer On-frit-Elektrode 246 gekoppelt, die an der Fläche des Pumpelements 204 mittels eines Lots oder eines leitfähigen Epoxys 248 angeordnet ist. Mehr Einzelheiten bezüglich der On-frit-Elektrode 246 werden in der anhängigen U.S. Patentanmeldung Nr. 10/669,495, eingereicht am 23. September 2003 mit der Bezeichnung „Mikrohergestellte elektrokinetische Pumpe mit On-frit-Elektrode" gezeigt und beschrieben, diese Anmeldung wird hier durch Bezugnahme eingebracht. In dem Fall der Verwendung eines Lots als Anbringungsmaterial 248 verursacht der elektrische Strom, der auf den elektrischen Kontakt 214 aufgebracht wird, ein Korrodieren der Lotverbindung. Alternativ wird bei der Verwendung von leitfähigem Epoxy an Anbringungsmaterial 248 der elektrische Strom, der auf den elektrischen Kontakt 212A aufgebracht wird, eine Silberkorrosion verursachen. Um das Auftreten von Korrosion zu vermeiden, ist ein Epoxy 250 auf die Oberseite des elektrischen Kontakts 212A und auf Anbringungsmaterial 248 zum Passivieren und dadurch das Anbringungsmaterial 248 zu schützen. Dasselbe gilt für den elektrischen Auslasskontakt 212B (nicht gezeigt) als auch für den elektrischen Einlasskontakt 212A.

Die oben im Detail, wird, wenn ein Epoxy als Teil der Pumpenanordnung verwendet wird, etwa leitfähiges Epoxy 148, 248 und Epoxy 150, 250 (7A und 7B) das Epoxy vorzugsweise mit einer nicht-reagierenden Beschichtung beschichtet oder das Epoxy ist derart vorbehandelt, dass ein Epoxybereich, der innerhalb des Systems dem Fluid ausgesetzt ist, gegenüber weiterer Oxidation inert ist.

Der Betrieb der elektroosmotischen Pumpe 100 wird jetzt in ihren Einzelheiten und Bezugnahme auf 5A diskutiert. Wie durch die Pfeile in 5A gezeigt, erreicht das Fluid die Pumpe 100 vorzugsweise durch den Fluideinlassanschluss 126, wodurch das Fluid in die Fluideinlasskammer 142 fließt. Das Pumpelement 104, das unter der Fluideinlasskammer 142 positioniert ist, zieht im Wesentlichen das gesamte Fluid aus der Fluideinlasskammer 142 durch die individuellen Fluidwege in dem Pumpelement 104 durch Elektroosmose. Das Fluid wird durch das Pumpelement 104 gepumpt, wodurch das Fluid zu der Auslassfluidkammer 140 unterhalb des Pumpelements 104 fließt. Das in die Fluidauslasskammer 140 gepumpte Fluid fließt zu dem Auslassanschluss 124. Wie oben bemerkt, erstreckt sich der Einlassanschluss 126 durch den Körper des unteren Gehäuseabschnitts 102A und erlaubt es dem Fluid nicht, durch den Einlassanschluss zu fließen, um sich zu vermischen oder in Berührung zu kommen mit dem Fluid, das die Fluidauslasskammer 140 erreicht. Das Fluid tritt dann aus dem Azslassanschluss 124 durch die Fluidleitung 136 zu den stromabwärts gelegenen Komponenten in dem Kreislauf 10 aus.

Bei dem betrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem das Pumpelement ein negatives Zeta-Potential hat, speichert die Rekombinationskammer 108 vorzugsweise überschüssigen Sauerstoff, der in der Niedrigdruckeite des Pumpelements 104 erzeugt worden ist und das nicht mit dem Zirkulationsfluid wandert. Es wird so ein überschüssiges Sauerstoff erzeugt, das Gas strömt natürlich zu der Rekombinationskammer 108 und so verbleibt in der Kammer 108. Gleichzeitig wird überschüssiger Wasserstoff auf der Hochdruckseite des Pumpelements 104 erzeugt. Der überschüssige Sauerstoff wird mit dem Fluidstrom getragen und erreicht die Rekombinationskammer 108, wo das überschüssige Wasserstoffgas und Sauerstoffgas zu Wasser rekombinieren, das von der Pumpe 100 ausgegeben wird. Die alternative elektroosmotische Pumpe 200 arbeitet in einer ähnlichen Weise wie dies in Bezug auf die Pumpe 100 beschrieben worden ist. Obwohl die Pumpenanordnung derart beschrieben worden ist, dass die Einlasselektroden und die Auslasselektroden beide Off-frit-Elektroden sind (Pumpenanordnung 100) oder beide On-frit-Elektroden sind (Pumpenanordnung 200), kann die Pumpenanordnung auch derart ausgebildet sein, dass eine der Elektroden eine On-frit-Elektrode und die andere eine Off-frit-Elektrode ist.

8 zeigt eine Querschnittsansicht einer alternativen Pumpenanordnung 300. Die Pumpenanordnung 300 weist ein Mittel auf, das es dem in der Auslasselektrodenkammer erzeugten Gas erlaubt, direkt in die Einlasskammer gebracht zu werden, ohne den ganzen Kreislauf des Systems 10 (1) zu passieren. Ein semipermeables Element 321 erlaubt die Passage von Gas ohne die Passage von Flüssigkeit zu erlauben, ist nahe der Oberseite der Auslasskammer 340 angeordnet. H₂-Gas, das in der Auslasskammer 340 erzeugt worden ist, kann zu diesem semipermeablen Element 321 aufsteigen und wandert direkt zu der Einlasskammer 342. Das H₂-Gas steigt mit dem O₂, das in der Einlasskammer 342 erzeugt worden ist, zu der Rekombinationskammer 308. Das semipermeable Element 321 kann aus vielen Materialien bestehen einschließlich einer porösen Struktur, einem hydrophoben Geflechtmaterial oder jedem anderen Material oder Struktur, das vorzugsweise Gas das Durchdringen erlaubt, ohne Flüssigkeiten passieren zu lassen. Verschiedene Beispiele eines solchen Bypass werden in der anhängigen U.S. – Patentanmeldung Nr. 2003/0164231 gezeigt, die am 4. September 2003 veröffentlicht worden ist mit dem Titel „Elektroosmotisches Mikrokanal-Kühlsystem", das hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Das semipermeable Element 321 ist in dem Gehäuse 302A unter Verwendung von Klebstoffen mit niedrigem Modul, Dichtglas oder jedem anderem oben beschriebenen Mittel befestigt.

Obwohl Ausführungsbeispiele der hier beschriebenen elektrokinetischen Pumpe auf eine einzige Einlasskammer und eine einzige Auslasskammer gerichtet sind, versteht es sich, dass die elektrokinetische Pumpe eine oder mehrere Einlasskammern, ein oder mehrere Pumpelemente und ein oder mehrere Auslasskammern aufweisen kann. Jede Einlasskammer kann ein oder mehrere Fluidanschlüsse aufweisen.

Die Figuren dienen lediglich demonstrativen Zwecken und helfen bei dem Verständnis der vorliegenden Erfindung. Bestimmte deskriptive Begriffe wie auf, ab, unterhalb oder oberhalb sind in Bezug auf die Figuren verwendet. Solche Angaben sollen die Betriebsausrichtung der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand bestimmter Ausführungsbeispiele einschließlich Einzelheiten zur Erleichterung des Verständnis der Prinzipien der Konstruktion und der Betriebsweise der Erfindung erläutert. Derartige Bezugnahmen auf bestimmte Ausführungsbeispiele und Einzelheiten schränken den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche nicht ein. Es ergibt sich für den Fachmann, dass Abwandlungen des zur Erläuterung dienenden Ausführungsbeispiels möglich sind, ohne sich von dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung zu lösen.

ZUSAMMENFASSUNG

Eine elektroosmotische Pumpe zur Verwendung in einem geschlossenen Kühlkreislaufsystem. Die Pumpe weist eine Fluidkammer, ein Pumpelement, eine Einlasselektrode, eine Auslasselektrode und Mittel zum Anlegen elektrischer Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen diesen auf. Das Pumpelement ist zum Hindurchpumpen eines Fluids eingerichtet, wobei das Pumpelement zum Teilen der Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Einlassanschluss und einer Auslasskammer mit einem Fluidauslassanschluss eingestellt ist. Die Größe der Einlasskammer ist einer vorgegebenen Verweilzeit in der Einlasskammer proportional. Die Einlasselektrode ist innerhalb der Einlasskammer und in einem vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements positioniert. Die Auslasselektrode ist innerhalb der Auslasskammer und in einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert.

Claims

Eine elektroosmotische Pumpe mit a. einer Fluidkammer; b. einem Pumpelement zum Hindurchpumpen eines Fluids, wobei das Pumpenelement zum Teilen der Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Einlassanschluss und einer Auslasskammer mit einem Fluidauslaßanschluss positioniert ist; c. einer Einlasselektrode, die in der Einlasskammer mit einem vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements positioniert ist, d. einer Auslasselektrode, die in der Auslasskammer positioniert ist und e. Mitteln zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen diesen, wobei die Mittel zum Anlagen einer elektrischen Spannung mit der Einlasselektrode und der Auslasselektrode verbunden sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Abstand in einem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Auslasselektrode mit einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 3, wobei der vorgegebene Abstand, mit dem die Auslasselektrode von der zweiten Fläche beabstandet ist, im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Auslasselektrode auf einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Verweilzeit der Einlasskammer im Bereich von etwa 1/20 einer Minute bis etwa 1 Minute ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 6, wobei das Volumen der Einlasskammer gleich ist der Fläche des Pumpelements multipliziert mit der Breite von zwischen etwa 0,4 und etwa 3,0 cm.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1m wobei die elektroosmotische Pumpe hergestellt ist unter Verwendung von einem oder mehreren Materiale wie Metall, Glas, Keramik, Kunststoff oder eine Kombination aus diesen.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 8, wobei das eine oder die mehreren Materiale durch ein oder mehrere Dichtmaterialien miteinander verbunden sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 8, wobei das eine oder die mehreren Materiale Lot, Dichtungsglas, Klebstoffe mit geringem Modul oder eine Kombination aus diesen aufweisen.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 10. wobei die Klebstoffe mit geringem Modul das Pumpelement an dem Gehäuse der elektroosmotischen Pumpe abdichten.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei die elektroosmotische Pumpe hergestellt ist unter Verwendung sind oder eines oder mehrerer solcher Materialien, die mit dem Fluid nicht verträglich und mit einem verträglichen Material überzogen sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 12, wobei das Fluid eine gepufferte Wasserlösung aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 13, wobei das eine oder die mehreren Pumpenmateriale Isolationsmateriale aufweist, die mit gepufferten Wasserlösungen verträglich ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 14, wobei das Pumpenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliziumnitride, Titan, Aluminium, Siliziumdioxid, Borosilikat, Vycor und Kunststoff.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei das Pumpelement in Anwesenheit von Wasser ein negatives Zetapotential hat und die Einlasselektrode die Anode und die Auslasselektrode die Kathode ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 16, wobei das Material der Anode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, mit Platin verkleidetem Niobium, mit Platin belegtem Titan, mit Platin verkleidetem Tantalum, Graphit, glasigem Carbon, mit gemischtem Metalloxid beschichtetem Titan, mit Silber imprägnierte Tinte und dimensionsstabilem Anodenmaterial.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 17, wobei das das Titan beschichtende gemischte Metalloxid eine Iridium- und Tantalumbeschichtung auf dem Titan aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 17, wobei das dimensionsstabile Anodenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan beschichtendem leitfähigem Iridiumoxide und Titan beschichtendem Rutheniumoxide.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 16, wobei das Material der Kathode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin belegten Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, belegten Silber mit Silber imprägnierter Tinte und glasigem Carbon.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei das Pumpelement in Anwesenheit des Fluids ein positives Zetapotential zeigt und die Einlasselektrode die Kathode und die Auslasselektrode die Anode ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 21, wobei das Material der Anode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, mit Platin verkleidetem Niobium, mit Platin belegtem Titan, mit Platin verkleidetem Tantalum, Graphit, glasigem Carbon, mit gemischtem Metalloxid beschichtetem Titan, mit Silber imprägnierte Tinte und dimensionsstabilem Anodenmaterial.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 22, wobei das das Titan beschichtende gemischte Metalloxid eine Iridium- und Tantalumbeschichtung auf dem Titan aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 22, wobei das dimensionsstabile Anodenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan beschichtendem leitfähigem Iridiumoxide und Titan beschichtendem Rutheniumoxide.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 21, wobei das Material der Kathode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin belegten Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, belegten Silber mit Silber imprägnierter Tinte und glasigem Carbon.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, weiter mit einem oder mehreren Einlasskammern, einem oder mehreren Pumpelementen und einem oder mehreren Auslasskammern, wobei jede Einlasskammer einen oder mehrere Fluideinlaßanschlüsse aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, weiter mit einer Rekombinationskammer, die mit der Einlasskammer zum Rekombinieren des Einlasskammergases und einem Auslasskammergases verbunden ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 1, wobei der Einlassanschluss an die Einlasskammer derart ausgebildet und positioniert ist, dass das in die Einlasskammer eintretende Fluid gut vermischt wird.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 28, wobei das Fluid durch Versehen des Fluids bei dem Eintritt von dem Einlassanschluss in die Einlasskammer mit einer hohen Durchschnittsgeschwindigkeit gut vermischt ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 29, wobei die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit, mit der das Fluid an dem Einlassanschluss in die Einlasskammer eintritt, größer als etwa 25 Zentimeter pro Sekunde ist.
Eine elektroosmotische Pumpe mit a. einer Fluidkammer; b. einem Pumpelement zum Hindurchpumpen eines Fluids, wobei das Pumpelement zum Teilen der Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Einlassanschluss und einer Auslasskammer mit einem Fluidauslassanschluss positioniert ist, wobei die Größe der Einlasskammer proportional zu einer vorgegebenen Verweilzeit der Einlasskammer ist; c. einer Einlasselektrode, die in der Einlasskammer positioniert ist, d. einer Auslasselektrode, die in der Auslasskammer positioniert ist und e. Mitteln zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen diesen, wobei die Mittel zum Anlagen einer elektrischen Spannung mit der Einlasselektrode und der Auslasselektrode verbunden sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei die Verweilzeit der Einlasskammer im Bereich von etwa 1/20 Minute bis etwa 1 Minute ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 32, wobei das Volumen der Einlasskammer gleich ist der Fläche des Pumpelements multipliziert mit der Breite von zwischen etwa 0,4 mm und etwa 3,0 cm.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei die Einlasselektrode um vorgegebene Abstand von der ersten Fläche des Pumpelements beabstandet ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 34, wobei der vorgegebene Abstand in einem Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei die Auslasselektrode mit einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 36, wobei der vorgegebene Abstand, mit dem die Auslasselektrode von der zweiten Fläche beabstandet ist, im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei die Auslasselektrode auf einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, bestehend aus einem oder mehreren Materialen, die mit Sauerstoff nicht reagieren.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei die elektroosmotische Pumpe hergestellt ist unter Verwendung von einem oder mehreren Materiale wie Metall, Glas, Keramik, Kunststoff oder eine Kombination aus diesen.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 40, wobei das eine oder die mehreren Materiale durch ein oder mehrere Dichtmaterialien miteinander verbunden sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 41, wobei das eine oder die mehreren Materiale Lot, Dichtungsglas, Klebstoffe mit geringem Modul oder eine Kombination aus diesen aufweisen.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 42. wobei die Klebstoffe mit geringem Modul das Pumpelement an dem Gehäuse der elektroosmotischen Pumpe abdichten.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei die elektroosmotische Pumpe hergestellt ist unter Verwendung sind oder eines oder mehrerer solcher Materialien, die mit dem Fluid nicht verträglich und mit einem verträglichen Material überzogen sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 44, wobei das Fluid eine gepufferte Wasserlösung aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 45, wobei das eine oder die mehreren Pumpenmateriale Isolationsmateriale aufweist, die mit gepufferten Wasserlösungen verträglich ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 46, wobei das Pumpenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliziumnitride, Titan, Aluminium, Siliziumdioxid, Borosilikat, Vycor und Kunststoff.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei das Pumpelement in Anwesenheit von Wasser ein negatives Zetapotential hat und die Einlasselektrode die Anode und die Auslasselektrode die Kathode ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 48, wobei das Material der Anode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, mit Platin verkleidetem Niobium, mit Platin belegtem Titan, mit Platin verkleidetem Tantalum, Graphit, glasigem Carbon, mit gemischtem Metalloxid beschichtetem Titan, mit Silber imprägnierte Tinte und dimensionsstabilem Anodenmaterial.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 49, wobei das das Titan beschichtende gemischte Metalloxid eine Iridium- und Tantalumbeschichtung auf dem Titan aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 49, wobei das dimensionsstabile Anodenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan beschichtendem leitfähigem Iridiumoxide und Titan beschichtendem Rutheniumoxide.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 48, wobei das Material der Kathode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin belegten Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, belegten Silber mit Silber imprägnierter Tinte und glasigem Carbon.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei das Pumpelement in Anwesenheit des Fluids ein positives Zetapotential zeigt und die Einlasselektrode die Kathode und die Auslasselektrode die Anode ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 53, wobei das Material der Anode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, mit Platin verkleidetem Niobium, mit Platin belegtem Titan, mit Platin verkleidetem Tantalum, Graphit, glasigem Carbon, mit gemischtem Metalloxid beschichtetem Titan, mit Silber imprägnierte Tinte und dimensionsstabilem Anodenmaterial.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 54, wobei das das Titan beschichtende gemischte Metalloxid eine Iridium- und Tantalumbeschichtung auf dem Titan aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 54, wobei das dimensionsstabile Anodenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan beschichtendem leitfähigem Iridiumoxide und Titan beschichtendem Rutheniumoxide.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 53, wobei das Material der Kathode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin belegten Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, belegten Silber mit Silber imprägnierter Tinte und glasigem Carbon.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, weiter mit einem oder mehreren Einlasskammern, einem oder mehreren Pumpelementen und einem oder mehreren Auslasskammern, wobei jede Einlasskammer einen oder mehrere Fluideinlaßanschlüsse aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, weiter mit einer Rekombinationskammer, die mit der Einlasskammer zum Rekombinieren des Einlasskammergases und einem Auslasskammergases verbunden ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 31, wobei der Einlassanschluss an die Einlasskammer derart ausgebildet und positioniert ist, dass das in die Einlasskammer eintretende Fluid gut vermischt wird.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 60, wobei das Fluid durch Versehen des Fluids bei dem Eintritt von dem Einlassanschluss in die Einlasskammer mit einer hohen Durchschnittsgeschwindigkeit gut vermischt ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 61, wobei die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit, mit der das Fluid an dem Einlassanschluss in die Einlasskammer eintritt, größer als etwa 25 Zentimeter pro Sekunde ist.
Eine elektroosmotische Pumpe mit a. einer Fluidkammer; b. einem Pumpelement zum Hindurchpumpen eines Fluids, wobei das Pumpenelement zum Teilen der Fluidkammer in eine Einlasskammer mit einem Einlassanschluss und einer Auslasskammer mit einem Fluidauslaßanschluss positioniert ist; c. einem für Gas permeablen Element, das die Passage für ein Gas von der Auslasskammer zu der Einlasskammer zulässt, die Passage des Fluids durch diese jedoch verhindert, d. einer Einlasselektrode, die in der Einlasskammer mit einem vorgegebenen Abstand von einer ersten Fläche des Pumpelements positioniert ist, e. einer Auslasselektrode, die in der Auslasskammer positioniert ist und f. Mitteln zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Einlasselektrode und die Auslasselektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen diesen, wobei die Mittel zum Anlagen einer elektrischen Spannung mit der Einlasselektrode und der Auslasselektrode verbunden sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei das für Gas permeable Element die Passage eines Auslasskammergases von der Auslasskammer zu der Einlasskammer zulässt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 64, wobei das Auslasskammergas überwiegend Wasserstoff ist.
Die elektroosmotische Kammer nach Anspruch 64, wobei das Auslasskammergas überwiegend Sauerstoff ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei der vorgegebene Abstand, mit dem die Auslasselektrode von der zweiten Fläche beabstandet ist, im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei die Auslasselektrode mit einem vorgegebenen Abstand von einer zweiten Fläche des Pumpelements positioniert ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 68, wobei der vorgegebene Abstand, mit dem die Auslasselektrode von der zweiten Fläche positioniert ist, im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 5,0 mm liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei die Auslasselektrode auf einer zweiten Fläche des Pumpelements liegt.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei die Verweilzeit der Einlasskammer im Bereich von etwa 1/20 einer Minute bis etwa 1 Minute ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei das Volumen der Einlasskammer gleich ist der Fläche des Pumpelements multipliziert mit der Breite von zwischen etwa 0,4 und etwa 3,0 cm.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei die elektroosmotische Pumpe hergestellt ist unter Verwendung von einem oder mehreren Materiale wie Metall, Glas, Keramik, Kunststoff oder eine Kombination aus diesen.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 73, wobei das eine oder die mehreren Materiale durch ein oder mehrere Dichtmaterialien miteinander verbunden sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 74, wobei das eine oder die mehreren Materiale Lot, Dichtungsglas, Klebstoffe mit geringem Modul oder eine Kombination aus diesen aufweisen.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 75. wobei die Klebstoffe mit geringem Modul das Pumpelement an dem Gehäuse der elektroosmotischen Pumpe abdichten.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei die elektroosmotische Pumpe hergestellt ist unter Verwendung sind oder eines oder mehrerer solcher Materialien, die mit dem Fluid nicht verträglich und mit einem verträglichen Material überzogen sind.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 77, wobei das Fluid eine gepufferte Wasserlösung aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 78, wobei das eine oder die mehreren Pumpenmateriale Isolationsmateriale aufweist, die mit gepufferten Wasserlösungen verträglich ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 79, wobei das Pumpenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliziumnitride, Titan, Aluminium, Siliziumdioxid, Borosilikat, Vycor und Kunststoff.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei das Pumpelement in Anwesenheit von Wasser ein negatives Zetapotential hat und die Einlasselektrode die Anode und die Auslasselektrode die Kathode ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 81, wobei das Material der Anode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, mit Platin verkleidetem Niobium, mit Platin belegtem Titan, mit Platin verkleidetem Tantalum, Graphit, glasigem Carbon, mit gemischtem Metalloxid beschichtetem Titan, mit Silber imprägnierte Tinte und dimensionsstabilem Anodenmaterial.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 82, wobei das das Titan beschichtende gemischte Metalloxid eine Iridium- und Tantalumbeschichtung auf dem Titan aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 82, wobei das dimensionsstabile Anodenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan beschichtendem leitfähigem Iridiumoxide und Titan beschichtendem Rutheniumoxide.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 81, wobei das Material der Kathode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin belegten Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, belegten Silber mit Silber imprägnierter Tinte und glasigem Carbon.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei das Pumpelement in Anwesenheit des Fluids ein positives Zetapotential zeigt und die Einlasselektrode die Kathode und die Auslasselektrode die Anode ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 86, wobei das Material der Anode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, mit Platin verkleidetem Niobium, mit Platin belegtem Titan, mit Platin verkleidetem Tantalum, Graphit, glasigem Carbon, mit gemischtem Metalloxid beschichtetem Titan, mit Silber imprägnierte Tinte und dimensionsstabilem Anodenmaterial.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 87, wobei das das Titan beschichtende gemischte Metalloxid eine Iridium- und Tantalumbeschichtung auf dem Titan aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 87, wobei das dimensionsstabile Anodenmaterial gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan beschichtendem leitfähigem Iridiumoxide und Titan beschichtendem Rutheniumoxide.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 86, wobei das Material der Kathode gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Kupfer, mit Platin belegten Titan, rostfreiem Stahl, Graphit, Gold, belegten Silber mit Silber imprägnierter Tinte und glasigem Carbon.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, weiter mit einem oder mehreren Einlasskammern, einem oder mehreren Pumpelementen und einem oder mehreren Auslasskammern, wobei jede Einlasskammer einen oder mehrere Fluideinlaßanschlüsse aufweist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, weiter mit einer Rekombinationskammer, die mit der Einlasskammer zum Rekombinieren des Einlasskammergases und einem Auslasskammergases verbunden ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 63, wobei der Einlassanschluss an die Einlasskammer derart ausgebildet und positioniert ist, dass das in die Einlasskammer eintretende Fluid gut vermischt wird.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 93, wobei das Fluid durch Versehen des Fluids bei dem Eintritt von dem Einlassanschluss in die Einlasskammer mit einer hohen Durchschnittsgeschwindigkeit gut vermischt ist.
Die elektroosmotische Pumpe nach Anspruch 94, wobei die hohe Durchschnittsgeschwindigkeit, mit der das Fluid an dem Einlassanschluss in die Einlasskammer eintritt, größer als etwa 25 Zentimeter pro Sekunde ist.
Eine Pumpenanordnung mit: a. einer Struktur, die zur Aufnahme eine Pumpelements eingerichtet ist; b. einer Mehrzahl von Fluidleitungen, die mit der Struktur verbunden sind, und c. ein duktiles Material, das zwischen der Struktur und jeder der Fluidleitungen konfiguriert ist und eine thermische Ausdehnung hat, die der des Strukturmaterials im wesentlichen ähnlich ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei die Struktur weiter einen ersten elektrischen Anschluss hat, der zum Schaffen eines ersten elektrischen Kontakts an einer ersten Seite des Pumpelements ausgebildet ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 97, weiter mit dem duktilen Material angeordnet zwischen dem ersten Kontakt und dem ersten elektrischen Anschluss.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 97, weiter mit: a. einem Klebstoffmaterial zum Verbinden des ersten elektrischen Kontakts mit der ersten Seite und b. einer Passivationsschicht, die auf den Klebstoff aufgebracht ist, wobei das Passivationsmaterial den Klebstoff vor einer Migration schützt.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei ein wesentlicher Teil des Pumpelements nicht-parallele Öffnungen aufweist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 100, weiter mit einem Epoxymaterial, das an die Umfangsfläche des Pumpelements angebracht ist, wobei das Epoxy eine Expansionseigenschaft hat, die dem des Pumpelementmaterials entspricht.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 97, wobei die Struktur weiter einen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, der zum Bilden eines zweiten elektrischen Kontakts zu der zweiten Seite ausgebildet ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 102, weiter mit dem duktilen Material angeordnet zwischen dem zweiten Kontakt und dem zweiten elektrischen Anschluss.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 102, wobei der erste elektrische Anschluss und der zweite elektrische Anschluss auf derselben äußeren Fläche der Struktur angeordnet sind.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 102, wobei der erste elektrische Anschluss und der zweite elektrische Anschluss auf einer anderen äußeren Fläche der Struktur angeordnet sind.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei das Pumpelement weiter eine erste Seite und eine zweite Seite, wobei die erste Seite einem Einlassbereich in der Struktur und die zweite Seite einem Auslassbereich in der Struktur zugeordnet ist, und eine Mehrzahl von Fluidleitungen zum Zirkulieren von Fluid von Einlassbereich zum Auslassbereich.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei die Struktur weiter eine erste äußere Flache und eine zweite äußere Fläche aufweist, wobei eine erste Fluidleitung und eine zweite Fluidleitung der Mehrzahl von Fluidleitungen mit der Struktur auf der ersten äußeren Fläche verbunden sind.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei die Struktur weiter eine erste äußere Flache und eine zweite äußere Fläche aufweist, wobei eine erste Fluidleitung der Mehrzahl von Fluidleitungen mit der äußeren Fläche und eine zweite Fluidleitung der Mehrzahl von Fluidleitungen mit der zweiten äußeren Fläche verbunden ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 106, wobei dir Struktur weiter aufweist: a. eine Basis mit einer Aufnahme zum Halten des Pumpelements, wobei eine erste Fluidleitung in Kommunikation mit dem Fluideinlassbereich und eine zweite Fluidleitung in Kommunikation mit dem Fluidauslassbereich ist, und b. einen Deckel, der mit der Basis verbunden und zum Schaffen eines dichtenden Eingriffs mit diesem ausgebildet ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 109, wobei die Basis weiter eine Höhlung zum Rekombinieren von überschüssigem Wasserstoff- und Sauerstoffgas zu Wasser aufweist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei das duktile Material Wolfram ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei das Pumpelement aus Borasilikatglas gefertigt ist.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei die Fluidleitungen aus Kupfer gefertigt sind.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei der erste und die zweite elektrische Kontakt aus Kupfer gefertigt sind.
Die Pumpenanordnung nach Anspruch 96, wobei der erste und die zweite elektrische Kontakt aus Wolfram gefertigt sind.
Ein Kreislaufsystem zum Kühlen einer Schaltung mit: a. wenigsten einem Wärmetauscher in Kontakt mit der Schaltung mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherfluidanschlüssen, die mit einer oder mehreren Fluidleitungen zum Kühlen des Kreislaufs verbunden sind, und b. wenigstens eine Pumpenanordnung, die mit dem Wärmetauscher verbunden ist, mit: i. einer Struktur, die zur Aufnahme eines Pumpelements eingerichtet ist, wobei die Struktur eine Mehrzahl von mit den Fluidleitungen verbundenen Pumpfluidanschlüssen hat, ii. ein duktiles Material, das zwischen der Struktur und jeder der Fluidleitungen konfiguriert ist und eine thermische Ausdehnung hat, die der des Strukturmaterials im wesentlichen ähnlich ist.
Das Kreislaufsystem nach Anspruch 116, weiter mit wenigstens einem Wärmeabweiser mit einer Mehrzahl von Wärmeabweiserfluidanschlüssen, die mit den Fluidleitungen gekoppelt sind.
Das Kreislaufsystem nach Anspruch 117, wobei das duktile Material zwischen der Mehrzahl von Fluidleitungen und den Wärmeabweiserfluidanschlüssen ausgebildet ist, wobei das duktile Material den Wärmeabweiser abdichtet.
Das Kreislaufsystem nach Anspruch 116, wobei das duktile Material zwischen der Mehrzahl von Fluidleitungen und den Wärmeabweiserfluidanschlüssen ausgebildet ist, wobei das duktile Material den Wärmetauscher abdichtet.