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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit, die mehrere piezoelektrische Pumpen aufweist.
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Stand der Technik
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Piezoelektrische Pumpen, bei denen es sich um eine Art von Verdrängerpumpen handelt, sind bekannt. Die piezoelektrischen Pumpen weisen üblicherweise eine Pumpenkammer auf, die wenigstens teilweise durch eine Schwingungsplatte definiert ist, wobei ein piezoelektrisches Element an die Schwingungsplatte geklebt ist. Druckveränderungen in der Pumpenkammer ermöglichen ein Ansaugen oder Ausleiten von Fluid. Dies erfolgt durch Anlegen von Wechselspannung mit einer vorgegebenen Frequenz auf das piezoelektrische Element, das wiederum die Schwingungsplatte mit einer Resonanzfrequenz antreibt.
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Eine derartige piezoelektrische Pumpe wird beispielsweise in der Internationalen Veröffentlichung Nr. 2016/175185 (Patentdokument 1) offenbart.
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Die in Patentdokument 1 offenbarte piezoelektrische Pumpe weist ein Ventilgehäuse, ein Pumpengehäuse und eine Membran auf. Das Ventilgehäuse ist mit einer Düse versehen. Das Pumpengehäuse weist einen Bodenabschnitt mit Fließweglöchern auf. Die Membran ist zwischen dem Ventilgehäuse und dem Pumpengehäuse angeordnet. Das Pumpengehäuse nimmt eine Schwingungsplatte auf, wobei ein piezoelektrisches Element an die Schwingungsplatte geklebt ist. Gas wird durch die Fließweglöcher in den Bodenabschnitt des Pumpengehäuses gesaugt. Schwingungen der Schwingungsplatte bewirken, dass das durch die Fließweglöcher gesaugte Gas aus der Düse strömt. Alternativ dazu kann die piezoelektrische Pumpe dazu konfiguriert sein, Gas durch die Düse zu saugen und das Gas durch die Fließweglöcher auszuleiten.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentdokument
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Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr.
2016/175185 -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der Pumpendurchfluss, der mit der in Patentdokument 1 offenbarten piezoelektrischen Pumpe erzielt werden kann, ist auf ein bestimmtes Ausmaß beschränkt, wenn die piezoelektrische Pumpe allein verwendet wird. Als Umgehungslösung können mehrere piezoelektrische Pumpen parallel geschaltet werden, um den Pumpendurchfluss zu erhöhen.
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Pumpengehäuse zum Aufnehmen von piezoelektrischen Pumpen haben üblicherweise eine im Wesentlichen flache Bodenoberfläche. Es ist somit schwierig, Rohre oder Ähnliches mit in der Bodenoberfläche bereitgestellten Fließweglöchern zu verbinden. Daher ist es notwendig, sich mit dem Problem der Montage parallel geschalteter piezoelektrischer Pumpen zu befassen.
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Ein weiteres Problem besteht im Umgang mit der durch Schwingungen der Schwingungsplatten der piezoelektrischen Pumpen erzeugten Wärme. Die piezoelektrischen Pumpen können aufgrund des Temperaturanstiegs, der durch die unter Schwingungsbedingungen erzeugte Wärme verursacht wird, fehlerhaft werden. Daher ist es erforderlich, sich mit der Notwendigkeit einer guten Wärmeableitung von den einzelnen piezoelektrischen Pumpen zu befassen.
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Die vorliegende Erfindung wurde deshalb in Anbetracht der oben genannten Probleme vorgenommen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpeneinheit bereitzustellen, die sowohl die einfache Montage von parallel geschalteten piezoelektrischen Pumpen als auch eine gute Wärmeableitung von den piezoelektrischen Pumpen gewährleistet.
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Lösung der Aufgabe
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Eine hierin offenbarte Pumpeneinheit weist mehrere piezoelektrische Pumpen, ein Fließweg definierendes Element und einen wärmeableitenden Teil auf. Die mehreren piezoelektrischen Pumpen weisen jeweils einen ersten Fließweg zum Ansaugen oder Ausleiten von Fluid auf. Das Fließweg definierende Element weist einen zweiten Fließweg zum Verbinden mit den ersten Fließwegen in den mehreren piezoelektrischen Pumpen auf. In den mehreren piezoelektrischen Pumpen erzeugte Wärme wird durch den wärmeableitenden Teil abgeleitet. Der wärmeableitende Teil ist zwischen dem Fließweg definierenden Element und jeder der mehreren piezoelektrischen Pumpen angeordnet. Der wärmeableitende Teil hat Durchgangslöcher, durch die die ersten Fließwege mit dem zweiten Fließweg verbunden sind.
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Das Fließweg definierende Element der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche haben, die einander gegenüberliegen. Der wärmeableitende Teil und die mehreren piezoelektrischen Pumpen können auf einer Seite angeordnet sein, auf der sich die erste Oberfläche befindet.
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Der wärmeableitende Teil der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann aus einer wärmeableitenden Platte aufgebaut sein.
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Der wärmeableitende Teil der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann sich teilweise über einen Rand des Fließweg definierenden Elements erstrecken.
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Das Fließweg definierende Element der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann einen Rahmenteil aufweisen, der einen offenen Teil definiert, wobei das Fließweg definierende Element auf einer Seite, auf der sich die mehreren piezoelektrischen Pumpen befinden, offen ist. Die erste Oberfläche kann eine Endfläche auf einer Endseite des Rahmenteils sein. Der wärmeableitende Teil kann auf eine Weise auf der ersten Oberfläche angeordnet sein, dass er den offenen Teil abdeckt, und kann mit mehreren Befestigungselementen an der ersten Oberfläche befestigt sein.
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Der Rahmenteil in der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann mehrere Eckabschnitte aufweisen. Der wärmeableitende Teil sind vorzugsweise auf den mehreren Eckabschnitten an der ersten Oberfläche befestigt.
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Der Rahmenteil in der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann Folgendes aufweisen: einen ersten Seitenabschnitt mit einem Kommunikationsloch, durch das der zweite Fließweg mit der Außenseite des Fließweg definierenden Elements in Kommunikation steht; einen zweiten Seitenabschnitt, der dem ersten Seitenabschnitt gegenüberliegt; einen dritten Seitenabschnitt, der eine Verbindung zwischen einem Ende des ersten Seitenabschnitts und einem Ende des zweiten Seitenabschnitts ausbildet; und einen vierten Seitenabschnitt, der eine Verbindung zwischen dem anderen Ende des ersten Endabschnitts und dem anderen Ende des zweiten Seitenabschnitts ausbildet. Der zweite Seitenabschnitt kann eine erste Aussparung haben, wobei der Mittelteil des zweiten Seitenabschnitts in Richtung des ersten Seitenabschnitts ausgespart ist, und der dritte Seitenabschnitt kann eine zweite Aussparung haben, wobei der Mittelteil des dritten Seitenabschnitts in Richtung des vierten Seitenabschnitts ausgespart ist. Der vierte Seitenabschnitt kann eine dritte Aussparung haben, wobei der Mittelteil des vierten Seitenabschnitts in Richtung des dritten Seitenabschnitts ausgespart ist. Die Einbuchtungstiefe der ersten Aussparung kann größer sein als die Einbuchtungstiefe der zweiten Aussparung und ist größer als die Einbuchtungstiefe der dritten Aussparung.
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Die hierin offenbarte Pumpeneinheit kann ferner einen zusätzlichen wärmeableitenden Teil derart aufweisen, dass die mehreren piezoelektrischen Pumpen zwischen dem zusätzlichen wärmeableitenden Teil und dem wärmeableitenden Teil angeordnet sind.
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Das Fließweg definierende Element der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche haben, die einander gegenüberliegen. Der wärmeableitende Teil kann einen ersten wärmeableitenden Teil, der auf der ersten Oberfläche angeordnet ist, und einen zweiten wärmeableitenden Teil, der auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist, aufweisen. Wenigstens eine der mehreren piezoelektrischen Pumpen kann auf der Seite angeordnet sein, auf der sich die erste Oberfläche befindet, und wenigstens eine der mehreren piezoelektrischen Pumpen kann auf der Seite angeordnet sein, auf der sich die zweite Oberfläche befindet.
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Der erste wärmeableitende Teil und der zweite wärmeableitende Teil der hierin offenbarten Pumpeneinheit können jeweils aus einer wärmeableitenden Platte aufgebaut sein.
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In der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann die wenigstens eine der mehreren piezoelektrischen Pumpen, die auf der Seite angeordnet ist, auf der sich die erste Oberfläche befindet, der wenigstens einen der mehreren piezoelektrischen Pumpen gegenüberliegen, die auf der Seite angeordnet ist, auf der sich die zweite Oberfläche befindet.
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Der erste wärmeableitende Teil und/oder der zweite wärmeableitende Teil der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann sich teilweise über einen Rand des Fließweg definierenden Elements hinaus erstrecken.
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Das Fließweg definierende Element der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann einen Rahmenteil mit zwei Endabschnittseiten und mit einem Hohlraum, an dem beide der Endabschnittseiten geöffnet sind, aufweisen, wobei sich die erste Oberfläche auf einer der Endabschnittseiten befindet und sich die zweite Oberfläche auf der anderen Endabschnittseite befindet. Der erste wärmeableitende Teil kann auf eine Weise auf der ersten Oberfläche angeordnet sein, dass er den Hohlraum auf der einen Endabschnittseite abdeckt. Der zweite wärmeableitende Teil kann auf eine Weise auf der zweiten Oberfläche angeordnet sein, dass er den Hohlraum auf der anderen Endabschnittseite abdeckt. Der erste wärmeableitende Teil und der zweite wärmeableitende Teil können mit mehreren Befestigungselementen an der ersten Oberfläche beziehungsweise der zweiten Oberfläche befestigt sein.
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Der Rahmenteil in der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann mehrere Eckabschnitte aufweisen. Der erste wärmeableitende Teil und der zweite wärmeableitende Teil sind vorzugsweise auf den mehreren Eckabschnitten an der ersten Oberfläche beziehungsweise der zweiten Oberfläche befestigt.
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Der Rahmenteil in der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann Folgendes aufweisen: einen ersten Seitenabschnitt mit einem Kommunikationsloch, durch das der zweite Fließweg mit der Außenseite des Fließweg definierenden Elements in Kommunikation steht; einen zweiten Seitenabschnitt, der dem ersten Seitenabschnitt gegenüberliegt; einen dritten Seitenabschnitt, der eine Verbindung zwischen einem Ende des ersten Seitenabschnitts und einem Ende des zweiten Seitenabschnitts ausbildet; und einen vierten Seitenabschnitt, der eine Verbindung zwischen dem anderen Ende des ersten Endabschnitts und dem anderen Ende des zweiten Seitenabschnitts ausbildet. Der zweite Seitenabschnitt kann eine erste Aussparung haben, wobei der Mittelteil des zweiten Seitenabschnitts in Richtung des ersten Seitenabschnitts ausgespart ist, und der dritte Seitenabschnitt kann eine zweite Aussparung haben, wobei der Mittelteil des dritten Seitenabschnitts in Richtung des vierten Seitenabschnitts ausgespart ist. Der vierte Seitenabschnitt kann eine dritte Aussparung haben, wobei der Mittelteil des vierten Seitenabschnitts in Richtung des dritten Seitenabschnitts ausgespart ist. Die Einbuchtungstiefe der ersten Aussparung kann größer sein als die Einbuchtungstiefe der zweiten Aussparung und ist größer als die Einbuchtungstiefe der dritten Aussparung.
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Die hierin offenbarte Pumpeneinheit kann ferner einen ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil und einen zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil aufweisen. Die wenigstens eine der mehreren piezoelektrischen Pumpen, die auf der Seite angeordnet ist, auf der sich die erste Oberfläche befindet, kann zwischen dem ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil und dem ersten wärmeableitenden Teil angeordnet sein. Die wenigstens eine der mehreren piezoelektrischen Pumpen, die auf der Seite angeordnet ist, auf der sich die zweite Oberfläche befindet, kann zwischen dem zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil und dem zweiten wärmeableitenden Teil angeordnet sein.
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Das Fließweg definierende Element der hierin offenbarten Pumpeneinheit kann einen Ausschnitt haben, bei dem der wärmeableitende Teil auf eine Weise freiliegt, dass er dem Fließweg definierenden Element gegenüberliegt.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt die Pumpeneinheit bereit, die sowohl die einfache Montage der parallel geschalteten piezoelektrischen Pumpen als auch eine gute Wärmeableitung von den piezoelektrischen Pumpen gewährleistet.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 1.
- [2] 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der Pumpeneinheit entlang Linie II-II in 1.
- [3] 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer piezoelektrischen Pumpe in Ausführungsform 1.
- [4] 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Fließweg definierenden Elements in Ausführungsform 1.
- [5] 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 2.
- [6] 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 3.
- [7] 7 ist eine Draufsicht eines Teils einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 4.
- [8] 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 5.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es ist zu beachten, dass die gleichen oder ähnliche Teile in den Ausführungsformen durchgehend durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und eine überflüssige Beschreibung davon ausgespart wird.
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Ausführungsform 1
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 1. Zur Vereinfachung geben Strich-Zweipunktlinien in 1 einen ersten wärmeableitenden Teil 61 und einen ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 63 an, die später beschrieben werden. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der Pumpeneinheit entlang Linie II-II in 1. Im Folgenden wird eine Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht, weist die Pumpeneinheit 100 ein Fließweg definierendes Element 50 und piezoelektrische Pumpen 1 auf, die an dem Fließweg definierenden Element 50 montiert sind. Zusätzlich zu den piezoelektrischen Pumpen 1 und dem Fließweg definierenden Element 50 weist die Pumpeneinheit 100 einen wärmeableitenden Teil 60, den ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 63, einen zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 64 und Befestigungselemente 70 auf.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1 sind jeweils konfiguriert, Fluid anzusaugen oder auszuleiten. Die piezoelektrischen Pumpen 1 weisen jeweils ein Gehäuse 2 und eine Schwingungseinheit 16 auf.
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Das Gehäuse 2 weist einen Deckenabschnitt 2a und einen Bodenabschnitt 2b, die einander gegenüberliegen, auf. Das Gehäuse 2 ist flach und im Wesentlichen kastenförmig. Das Gehäuse 2 hat ein erstes Fließwegloch 2d und zweite Fließweglöcher 2e. Insbesondere ist das erste Fließwegloch 2d an einer Düse 2c bereitgestellt, die ein äußerer Verbindungsteil ist, der durch den Deckenabschnitt 2a vorragt. Die zweiten Fließweglöcher 2e sind im Bodenabschnitt 2b bereitgestellt. Das Gehäuse 2 hat einen Innenraum S1, der als ein erster Fließweg fungiert, der eine Verbindung zwischen dem ersten Fließwegloch 2d und den zweiten Fließweglöchern 2e ausbildet. Anders ausgedrückt weisen die piezoelektrischen Pumpen 1 jeweils einen ersten Fließweg auf.
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Das Gehäuse 2 nimmt die Schwingungseinheit 16 auf. Die Schwingungseinheit 16 weist eine Schwingungsplatte 14 und ein piezoelektrisches Element 15 auf. Das piezoelektrische Element 15 ist mit der Schwingungsplatte 14 verbunden. Das piezoelektrische Element 15 bewirkt, dass die Schwingungsplatte 14 schwingt.
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Insbesondere wird das piezoelektrische Element 15 mit Antriebsspannung versorgt, um zu bewirken, dass die Schwingungsplatte 14 schwingt. Die Schwingungen bewirken Druckschwankungen im Innenraum Sl, der der erste Fließweg ist. Infolgedessen wird durch die zweiten Fließweglöcher 2e gesaugtes Fluid durch das erste Fließwegloch 2d ausgeleitet. Alternativ dazu kann durch das erste Fließwegloch 2d gesaugte Fluid durch die zweiten Fließweglöcher 2e ausgeleitet werden. Dies erfolgt durch Verändern von Bedingungen, die erfüllt werden müssen, damit die Schwingungsplatte 14 schwingt. Die Konfiguration der piezoelektrischen Pumpe 1 wird später unter Bezugnahme auf 3 ausführlicher beschrieben.
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Das Fließweg definierende Element 50 weist einen Rahmenteil 51 und einen Düsenteil 52 auf. Das Fließweg definierende Element 50 hat eine erste Oberfläche 50a und eine zweite Oberfläche 50b, die einander gegenüberliegen. Die erste Oberfläche 50a befindet sich auf einer von zwei Endabschnittseiten des Rahmenteils 51. Die zweite Oberfläche 50b befindet sich auf der anderen Endabschnittseite des Rahmenteils 51.
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Der Rahmenteil 51 hat einen Hohlraum 53, bei dem beide der Endabschnittseiten geöffnet sind. Der Hohlraum 53 ist mit dem ersten wärmeableitenden Teil 61 und einem zweiten wärmeableitenden Teil 62 abgedeckt und fungiert als ein zweiter Fließweg. Dies wird später beschrieben. Anders ausgedrückt weist das Fließweg definierende Element 50 einen zweiten Fließweg auf. Der zweite Fließweg ist ein Fließweg zum Verbinden mit den ersten Fließwegen in den piezoelektrischen Pumpen 1.
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Der Düsenteil 52 ist am Rahmenteil 51 bereitgestellt. Der Düsenteil 52 ragt aus dem Rahmenteil 51 heraus. Der Düsenteil 52 fungiert als ein Kommunikationsloch, durch das der Hohlraum 53 mit der Außenseite des Fließweg definierenden Elements 50 in Kommunikation steht.
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Der wärmeableitende Teil 60 ermöglicht die Ableitung von Wärme von den einzelnen piezoelektrischen Pumpen 1. Der wärmeableitende Teil 60 ist zwischen dem Fließweg definierenden Element 50 und jeder der piezoelektrischen Pumpen 1 angeordnet. Der wärmeableitende Teil 60 hat Durchgangslöcher, durch die die ersten Fließwege (d. h. die Innenräume S1) mit dem zweiten Fließweg (d. h. dem Hohlraum 53) verbunden sind.
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Insbesondere weist der wärmeableitende Teil 60 den ersten wärmeableitenden Teil 61 und den zweiten wärmeableitenden Teil 62 auf. Der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 sind jeweils aus einer wärmeableitenden Platte aufgebaut. In einigen Ausführungsformen sind der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 jeweils aus separaten wärmeableitenden Platten aufgebaut. Der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 können eine Wärmeleitpaste oder Ähnliches enthalten.
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Der erste wärmeableitende Teil 61 ist auf der ersten Oberfläche 50a des Fließweg definierenden Elements 50 angeordnet. Der erste wärmeableitende Teil 61 ist auf eine Weise auf der ersten Oberfläche 50a angeordnet, dass er den Hohlraum 53 auf der einen Endabschnittseite des Rahmenteils 51 abdeckt. Der erste wärmeableitende Teil 61 ist mit den Befestigungselementen 70 an der ersten Oberfläche 51a befestigt, was später beschrieben wird.
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Der erste wärmeableitende Teil 61 hat Durchgangslöcher 61a. Die Durchgangslöcher 61a stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1. Die Durchgangslöcher 61a bilden jeweils eine Verbindung zwischen dem ersten Fließweg (d. h. dem Innenraum Sl) und dem zweiten Fließweg (d. h. dem Hohlraum 53) aus.
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Der zweite wärmeableitende Teil 62 ist auf der zweiten Oberfläche 50b des Fließweg definierenden Elements 50 angeordnet. Der zweite wärmeableitende Teil 62 ist auf eine Weise auf der zweiten Oberfläche 50b angeordnet, dass er den Hohlraum 53 auf der anderen Endabschnittseite des Rahmenteils 51 abdeckt. Der zweite wärmeableitende Teil 62 ist mit den Befestigungselementen 70 an der zweiten Oberfläche 50b befestigt, was später beschrieben wird.
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Der zweite wärmeableitende Teil 62 hat Durchgangslöcher 62a. Die Durchgangslöcher 62a stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1. Die Durchgangslöcher 62a bilden jeweils eine Verbindung zwischen dem ersten Fließweg (d. h. dem Innenraum Sl) und dem zweiten Fließweg (d. h. dem Hohlraum 53) aus.
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Piezoelektrische Pumpen 1A und piezoelektrische Pumpen 1B werden als die piezoelektrischen Pumpen 1 bereitgestellt. Die piezoelektrischen Pumpen 1A sind auf der Seite, auf der sich die erste Oberfläche 50a des Fließweg definierenden Elements 50 befindet, angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1B sind auf der Seite, auf der sich die zweite Oberfläche 50b des Fließweg definierenden Elements 50 befindet, angeordnet.
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Obwohl vier piezoelektrische Pumpen 1A und vier piezoelektrische Pumpen 1B in Ausführungsform 1 bereitgestellt sind, ist es lediglich erforderlich, dass wenigstens eine piezoelektrische Pumpe 1A und wenigstens eine piezoelektrische Pumpe 1B bereitgestellt sind.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1A sind matrixförmig angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1A befinden sich in der gleichen Ebene. Insbesondere sind die piezoelektrischen Pumpen 1A derart auf dem ersten wärmeableitenden Teil 61 angeordnet, dass die Bodenabschnitte 2b der piezoelektrischen Pumpen 1A mit dem ersten wärmeableitenden Teil 61 in Verbindung stehen. Wenn die piezoelektrischen Pumpen 1A mit dem ersten wärmeableitenden Teil 61 in Verbindung stehen, wird in den piezoelektrischen Pumpen 1A erzeugte Wärme durch den ersten wärmeableitenden Teil 61 abgeleitet.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1B sind matrixförmig angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1B befinden sich in der gleichen Ebene. Insbesondere sind die piezoelektrischen Pumpen 1B derart auf dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 angeordnet, dass die Bodenabschnitte 2b der piezoelektrischen Pumpen 1B mit dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 in Verbindung stehen. Wenn die piezoelektrischen Pumpen 1B mit dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 in Verbindung stehen, wird in den piezoelektrischen Pumpen 1B erzeugte Wärme durch den zweiten wärmeableitenden Teil 62 abgeleitet.
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In einigen Ausführungsformen sind die piezoelektrischen Pumpen 1A und die piezoelektrischen Pumpen 1B in einem versetzten Muster angeordnet. Die Anordnung der piezoelektrischen Pumpen 1A und der piezoelektrischen Pumpen 1B kann gegebenenfalls verändert werden.
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Wie später beschrieben wird, erstrecken sich der erste wärmeableitende Teil 61 und/oder der zweite wärmeableitende Teil 62 teilweise über den Rand des Fließweg definierenden Elements 50 hinaus. In Ausführungsform 1 erstrecken sich der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 jeweils teilweise über den Rand des Fließweg definierenden Elements 50 hinaus. Diese Anordnung führt zu einer Erhöhung des Anteils der Fläche eines Kontaktbereichs, in dem der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 mit Außenluft in Verbindung stehen. Somit wird Wärme auf effiziente Weise abgeleitet.
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Die Verwendung mehrerer piezoelektrischer Pumpen 1 im Besonderen führt zu einer Erhöhung der Menge an erzeugter Wärme. Das Erhöhen des Anteils der Fläche des Kontaktbereichs, in dem der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 mit Außenluft in Verbindung stehen, bietet dadurch einen Vorteil, dass Wärme auf effiziente Weise abgeleitet wird.
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Für den Fall, dass die piezoelektrischen Pumpen 1A den piezoelektrischen Pumpen 1B gegenüberliegen, besteht eine höhere Konzentration von Wärme an einer bestimmten Stelle. Auch in diesem Fall ist das Erhöhen des Anteils der Fläche des Kontaktbereichs, in dem der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 mit Außenluft in Verbindung stehen, dadurch vorteilhaft, dass Wärme auf effiziente Weise abgeleitet wird.
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Der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 ist parallel zum ersten wärmeableitenden Teil 61 angeordnet. Der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 ist auf den Deckenabschnitten 2a der piezoelektrischen Pumpen 1A platziert. Die piezoelektrischen Pumpen 1A sind zwischen dem ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 63 und dem ersten wärmeableitenden Teil 61 angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1A werden somit stabil positioniert und sicher gehalten. In den piezoelektrischen Pumpen 1A erzeugte Wärme wird teilweise durch den ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 63 abgeleitet, was die Ableitung von Wärme entsprechend beschleunigt.
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Der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 hat Durchgangslöcher 63a, durch die die Düsen 2c der piezoelektrischen Pumpen 1A freiliegen. Wenn der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 auf den Deckenabschnitten 2a platziert ist, erstrecken sich die Düsen 2c durch die jeweiligen Durchgangslöcher 63a.
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Der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 ist parallel zum zweiten wärmeableitenden Teil 62 angeordnet. Der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 ist auf den Deckenabschnitten 2a der piezoelektrischen Pumpen 1B platziert. Die piezoelektrischen Pumpen 1B sind zwischen dem zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 64 und dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1B werden somit stabil positioniert und sicher gehalten. In den piezoelektrischen Pumpen 1B erzeugte Wärme wird teilweise durch den zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 64 abgeleitet, was die Ableitung von Wärme entsprechend beschleunigt.
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Der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 hat Durchgangslöcher 64a, durch die die Düsen 2c der piezoelektrischen Pumpen 1B freiliegen. Wenn der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 auf den Deckenabschnitten 2a platziert ist, erstrecken sich die Düsen 2c durch die jeweiligen Durchgangslöcher 64a.
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Der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 sind jeweils aus einer wärmeableitenden Platte aufgebaut. In einigen Ausführungsformen sind der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 jeweils aus separaten wärmeableitenden Platten aufgebaut.
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Die Befestigungselemente 70 schließen jeweils eine Schraube 71 und eine Mutter 72 ein. Die Schraube 71 wird von einer Seite in einer Ausrichtungsrichtung, in der der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63, der erste wärmeableitende Teil 61, der Rahmenteil 51, der zweite wärmeableitende Teil 62 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 ausgerichtet sind, eingesetzt. Die Schraube 71 erstreckt sich durch den ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 63, den ersten wärmeableitenden Teil 61, den Rahmenteil 51, den zweiten wärmeableitenden Teil 62 und den zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 64. Auf der anderen Seite in der Ausrichtungsrichtung wird die Mutter 72 auf eine Spitze der Schraube 71 geschraubt. Die Mutter 72 wird dann fest angezogen. Auf diese Weise werden der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63, der erste wärmeableitende Teil 61, der zweite wärmeableitende Teil 62 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 an den Rahmenteil 51 befestigt. Die piezoelektrischen Pumpen 1A sind zwischen dem ersten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 63 und dem ersten wärmeableitenden Teil 61 angeordnet und die piezoelektrischen Pumpen 1B sind zwischen dem zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 64 und dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 angeordnet.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer piezoelektrischen Pumpe in Ausführungsform 1. Im Folgenden wird eine piezoelektrische Pumpe 1 gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Die piezoelektrische Pumpe 1 weist eine Abdeckplatte 11, eine Fließwegplatte 12, eine Verkleidungsplatte 13, die Schwingungsplatte 14, das piezoelektrische Element 15, eine Isolierplatte 17, eine Zuführplatte 18, eine Membran 5 und ein Ventilgehäuse 4 auf, die in der angegebenen Reihenfolge übereinander gestapelt sind. Die Richtung von der Abdeckplatte 10 zum Ventilgehäuse 4 wird im Folgenden als eine Aufwärtsrichtung bezeichnet und die Richtung von dem Ventilgehäuse 4 zur Abdeckplatte 11 wird im Folgenden als eine Abwärtsrichtung bezeichnet.
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Das Gehäuse 2 der piezoelektrischen Pumpe 1 ist aus einem Pumpengehäuse 3 und dem Ventilgehäuse 4 zusammengesetzt. Das Pumpengehäuse 3 weist die Abdeckplatte 11, die Fließwegplatte 12, die Verkleidungsplatte 13, die Schwingungsplatte 14, das piezoelektrische Element 15, die Isolierplatte 17 und die Zuführplatte 18 auf, die in der angegebenen Reihenfolge übereinander gestapelt sind.
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Die Abdeckplatte 11 hat Fließweglöcher 31 (d. h. die zweiten Fließweglöcher 2e). Die Fließwegplatte 12 hat ein Fließwegloch 32, das mit den Fließweglöchern 31 in Kommunikation steht. Die Verkleidungsplatte 13 hat ein Fließwegloch 33, das mit dem Fließwegloch 32 in Kommunikation steht. Die Verkleidungsplatte 13 ist mit einer äußeren Verbindungsklemme 6A versehen.
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Die Schwingungsplatte 14 hat ein Fließwegloch 34, das mit dem Fließwegloch 33 in Kommunikation steht. Die Schwingungsplatte 14 weist einen Schwingungsabschnitt 14a auf, der sich in dem Fließwegloch 34 befindet. Das Fließwegloch 34 ist kreisförmig und der Schwingungsabschnitt 14a ist scheibenförmig. Der Schwingungsabschnitt 14a ist dazu ausgelegt, zu schwingen.
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Das piezoelektrische Element 15 ist scheibenförmig. Das piezoelektrische Element 15 hat eine untere Oberfläche, die mit dem Schwingungsabschnitt 14a in Verbindung steht und durch die Verkleidungsplatte 13 mit der äußeren Verbindungsklemme 6A verbunden ist. Das piezoelektrische Element 15 hat eine obere Oberfläche, die mit einer inneren Verbindungsklemme 7 in Verbindung steht, wie später beschrieben wird, und durch die Zuführplatte 18 mit einer äußeren Verbindungsklemme 6B verbunden ist. Spannung wird zwischen den äußeren Verbindungsklemmen 6A und 6B angelegt und infolgedessen wird das piezoelektrische Element 15 mit Antriebsspannung versorgt und bewirkt, dass der Schwingungsabschnitt 14a schwingt.
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Die Isolierplatte 17 stellt elektrische Isolierung zwischen der Schwingungsplatte 14 und der Zuführplatte 18 bereit. Die Isolierplatte 17 hat ein Fließwegloch 37, das kreisförmig ist und mit dem Fließwegloch 34 in Kommunikation steht. Das piezoelektrische Element 15 ist durch das Fließwegloch 37 nach oben hin freigelegt.
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Die Zuführplatte 18 hat ein Fließwegloch 38. Die Zuführplatte 18 ist mit der inneren Verbindungsklemme 7 und der äußeren Verbindungsklemme 6B versehen. Die innere Verbindungsklemme 7 erstreckt sich im Fließwegloch 38 nach innen und die äußere Verbindungsklemme 6B erstreckt sich nach außen.
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Die Membran 5 ist biegsam und liegt in der Form einer Flachmembran vor. Die Membran 5 ist zwischen dem Pumpengehäuse 3 und dem Ventilgehäuse 4 angeordnet. Das von dem Pumpengehäuse 3 zum Ventilgehäuse 4 übertragene Fluid wird durch die Membran 5 davon abgehalten, zurück in das Pumpengehäuse 3 zu strömen. Die Membran 5 hat ein Loch 5a.
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Das Ventilgehäuse 4 ist ein oberer Teil der piezoelektrischen Pumpe 1. Das Ventilgehäuse 4 ist mit der Düse 2c versehen.
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Die Fließweglöcher 32, 33, 34, 37 und 38 stehen derart miteinander in Kommunikation, dass ein Innenraum im Pumpengehäuse 3 definiert ist. Ein in dem Ventilgehäuse 4 definierter Innenraum und der im Pumpengehäuse 3 definierte Innenraum bilden den Innenraum S1 im Gehäuse 2 aus.
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Wie oben erwähnt, wird das piezoelektrische Element 15 mit Antriebsspannung versorgt. Dies verursacht Druckschwankungen im Innenraum, der in dem Pumpengehäuse 3 definiert ist, sodass Fluid in dem Pumpengehäuse 3 zum Ventilgehäuse 4 strömt. Wenn das Fluid strömt, wird der Mittelteil der Membran 5 Druck ausgesetzt, der in der Richtung von dem Pumpengehäuse 3 zum Ventilgehäuse 4 ausgeübt wird. Infolgedessen wird das Loch 5a von der Zuführplatte 18 getrennt und der in dem Ventilgehäuse 4 definierte Innenraum und der im Pumpengehäuse 3 definierte Innenraum werden durch das Loch 5a miteinander in Kommunikation gebracht. Die Membran 5 kommt mit Löchern 41 des Ventilgehäuses 4 in Kontakt und blockiert die Löcher 41 entsprechend. Demzufolge wird das Fluid, das in den im Ventilgehäuse 4 definierten Innenraum gebracht wird, durch die Düse 2c ausgeleitet.
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Falls das Fluid von dem Ventilgehäuse 4 zu dem Pumpengehäuse 3 zurückströmt, wird die Membran 5 Druck ausgesetzt, der auf das Pumpengehäuse 3 ausgeübt wird. Unter dem Druck kommt das Loch 5a mit der Zuführplatte 18 in Kontakt und die Membran 5 wird von den Löchern 41 getrennt. Dies stellt eine Isolierung zwischen dem in dem Ventilgehäuse 4 definierten Innenraum und dem in dem Pumpengehäuse 3 definierten Innenraum bereit und infolgedessen wird der Rückfluss von Fluid durch die Löcher 41 ausgeleitet. Der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 haben jeweils Durchgangslöcher, die mit den Löchern 41 in Positionsübereinstimmung stehen. Das durch die Löcher 41 ausgeleitete Fluid strömt durch die Durchgangslöcher, um aus der Pumpeneinheit 100 hinauszutreten.
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Fließweg definierenden Elements in Ausführungsform 1. Im Folgenden wird das Fließweg definierende Element 50 in Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Wie in 4 veranschaulicht, weist der Rahmenteil 51 des Fließweg definierenden Elements 50 einen ersten Seitenabschnitt 54, einen zweiten Seitenabschnitt 55, einen dritten Seitenabschnitt 56 und einen vierten Seitenabschnitt 57 auf. Der erste Seitenabschnitt 54 ist mit dem Düsenteil 52 versehen, der ein Kommunikationsteil ist, durch den der zweite Fließweg (d. h. der Hohlraum 53) mit der Außenseite des Fließweg definierenden Elements 50 in Kommunikation steht. Der erste Seitenabschnitt 54 ist im Wesentlichen gerade. Der Düsenteil 52 ist am Mittelteil des ersten Seitenabschnitts 54 bereitgestellt.
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Der zweite Seitenabschnitt 55 liegt dem ersten Seitenabschnitt 54 gegenüber. Der zweite Seitenabschnitt 55 hat eine erste Aussparung 55a, wobei der Mittelteil des zweiten Seitenabschnitts 55 in Richtung des ersten Seitenabschnitts 54 ausgespart ist.
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Der dritte Seitenabschnitt 56 bildet eine Verbindung zwischen einem Ende des ersten Seitenabschnitts 54 und einem Ende des zweiten Seitenabschnitts 55 aus. Der dritte Seitenabschnitt 56 hat eine zweite Aussparung 56a, wobei der Mittelteil des dritten Seitenabschnitts 56 in Richtung des vierten Seitenabschnitts 57 ausgespart ist.
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Der vierte Seitenabschnitt 57 bildet eine Verbindung zwischen dem anderen Ende des ersten Seitenabschnitts 54 und dem anderen des zweiten Seitenabschnitts 55 aus. Der vierte Seitenabschnitt 57 liegt dem dritten Seitenabschnitt 56 gegenüber. Der vierte Seitenabschnitt 57 hat eine dritte Aussparung 57a, wobei der Mittelteil des vierten Seitenabschnitts 57 in Richtung des dritten Seitenabschnitts 56 ausgespart ist.
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Wenn die erste Aussparung 55a, die zweite Aussparung 56a und die dritte Aussparung 57a bereitgestellt sind, erstrecken sich der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 jeweils teilweise über den Rand des Fließweg definierenden Elements 50 hinaus, wie oben beschrieben wird.
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Die Einbuchtungstiefe der ersten Aussparung 55a ist größer als die Einbuchtungstiefe der zweiten Aussparung 56a und ist größer als die Einbuchtungstiefe der dritten Aussparung 57a. Der Raum im Rahmenteil 51 wird derart verringert, dass er in zwei Abschnitte geteilt ist, wobei einer davon an den dritten Seitenabschnitt 56 grenzt und der andere davon an den vierten Seitenabschnitt 57 grenzt. Die zweite Aussparung 56a und die dritte Aussparung 57a, die in den entsprechenden Abschnitten bereitgestellt sind, ermöglichen weitere Verringerungen des Raums, der an den dritten Seitenabschnitt 56 angrenzt, und des Raums, der an den vierten Seitenabschnitt 57 angrenzt. Das Fassungsvermögen des zweiten Fließwegs in dem Fließweg definierenden Element 50 wird entsprechend verringert, was ermöglicht, dass die Pumpeneinheit Fluid reaktionsschneller ansaugt oder ausleitet.
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Der Rahmenteil 51 hat Eckabschnitte, die durch C1, C2, C3 beziehungsweise C4 gekennzeichnet sind. Der Eckabschnitt C1 ist eine Stelle, an dem der erste Seitenabschnitt 54 mit dem dritten Seitenabschnitt 56 verbunden ist. Der Eckabschnitt C2 ist eine Stelle, an dem der dritte Seitenabschnitt 56 mit dem zweiten Seitenabschnitt 55 verbunden ist. Der Eckabschnitt C3 ist eine Stelle, an dem der zweite Seitenabschnitt 55 mit dem vierten Seitenabschnitt 57 verbunden ist. Der Eckabschnitt C4 ist eine Stelle, an dem der vierte Seitenabschnitt 57 mit dem ersten Seitenabschnitt 54 verbunden ist.
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Der erste wärmeableitende Teil 61 ist wenigstens auf den Eckabschnitten C1, C2, C3 und C4 mit den Befestigungselementen 70 an der ersten Oberfläche 50a befestigt. Der zweite wärmeableitende Teil 62 ist wenigstens auf den Eckabschnitten C1, C2, C3 und C4 mit den Befestigungselementen 70 an der zweiten Oberfläche 50b befestigt.
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Insbesondere haben die Eckabschnitte C1, C2, C3 und C4 ihre jeweiligen Durchgangslöcher, die durch h1, h2, h3 und h4 gekennzeichnet sind.
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Der erste wärmeableitende Teil 61, der zweite wärmeableitende Teil 62, der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 haben jeweils Durchgangslöcher, die mit den Durchgangslöchern h1, h2, h3, h4 in Positionsübereinstimmung stehen.
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Wenn der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63, der erste wärmeableitende Teil 61, der Rahmenteil 51, der zweite wärmeableitende Teil 62 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 übereinander gestapelt sind, werden die Schrauben 71 in die Durchgangslöcher eingesetzt und werden die Muttern 72 dann auf die Spitzen der Schrauben 71 geschraubt und fest angezogen. Auf den Eckabschnitten C1, C2, C3 und C4 werden der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63, der erste wärmeableitende Teil 61, der zweite wärmeableitende Teil 62 und der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 entsprechend an dem Rahmenteil 51 befestigt.
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Das Befestigen des ersten wärmeableitenden Teils 61 und des zweiten wärmeableitenden Teils 62 an den Eckabschnitten C1, C2, C3 und C4 des Rahmenteils 51 verbessert das Haftvermögen des ersten wärmeableitenden Teils 61 und des zweiten wärmeableitenden Teils 62 am Rahmenteil 51. Diese Konstruktion stellt sicher, dass der Hohlraum 53 des Rahmenteils 51 luftdicht ist, wenn der Hohlraum 53 durch den ersten wärmeableitenden Teil 61 und den zweiten wärmeableitenden Teil 62 blockiert wird.
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Der Rahmenteil 51 schließt einen Hauptkörperabschnitt 511, einen Dichtungsabschnitt 512 und einen Dichtungsabschnitt 513 ein. Der Dichtungsabschnitt 512 befindet sich auf einer oberen Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 511 und der Dichtungsabschnitt 513 befindet sich auf einer unteren Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 511. Der Hauptkörperabschnitt 511 ist ein Harzelement, das eine angemessene Steifigkeit gewährleistet. Die Dichtungsabschnitte 512 und 513 verbessern das Haftvermögen zwischen dem ersten wärmeableitenden Teil 61 und dem Rahmenteil 51 und das Haftvermögen zwischen dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 und dem Rahmenteil 51. Diese Konstruktion stellt ferner sicher, dass der Hohlraum 53 des Rahmenteils 51 luftdicht ist, wenn der Hohlraum 53 durch den ersten wärmeableitenden Teil 61 und den zweiten wärmeableitenden Teil 62 blockiert wird. Die Dichtungsabschnitte 512 und 513 können jeweils ein elastisch verformbares Blechelement oder ein Kautschukelement, wie etwa ein Dichtungsring, sein.
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In Ausführungsform 1 kann die erste Aussparung 55a ein Durchgangsloch h5 haben, sodass der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 nicht nur an den Eckabschnitten C1, C2, C3 und C4, sondern auch an der ersten Aussparung 55a befestigt sind. Das Haftvermögen zwischen dem ersten wärmeableitenden Teil 61 und dem Rahmenteil 51 und das Haftvermögen zwischen dem zweiten wärmeableitenden Teil 62 und dem Rahmenteil 51 werden entsprechend weiter verbessert. Diese Konstruktion gewährleistet ferner, dass der Hohlraum 53 luftdicht ist.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1 der Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 werden derart an das Fließweg definierende Element 50 montiert, dass sich der wärmeableitende Teil 60 zwischen dem Fließweg definierenden Element 50 und jeder der piezoelektrischen Pumpen 1 befindet, wie oben beschrieben wird. Der wärmeableitende Teil 60 hat Durchgangslöcher, durch die der zweite Fließweg im Fließweg definierenden Element 50 mit den ersten Fließwegen der piezoelektrischen Pumpen 1 verbunden ist.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1 werden somit derart an das Fließweg definierende Element 50 montiert, dass sichergestellt wird, dass Fließwege bereitgestellt werden, über die Fluid strömt. Wenn der wärmeableitende Teil 60 zwischen dem Fließweg definierenden Element 50 und jeder der piezoelektrischen Pumpen 1 angeordnet ist, wird in den einzelnen piezoelektrischen Pumpen 1 erzeugte Wärme durch den wärmeableitenden Teil 60 abgeleitet.
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Die Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 gewährleistet somit sowohl die einfache Montage der piezoelektrischen Pumpen 1 als auch eine gute Wärmeableitung von den piezoelektrischen Pumpen 1.
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Ausführungsform 2
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5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 2. Im Folgenden wird eine Pumpeneinheit 100A gemäß Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Die Pumpeneinheit 100A gemäß Ausführungsform 2, die in 5 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 hauptsächlich darin, dass die piezoelektrischen Pumpen 1 lediglich auf der Seite angeordnet sind, auf der sich die erste Oberfläche 50a befindet, wobei der Hohlraum 53 auf der zweiten Oberfläche 50b des Fließweg definierenden Elements 50 geschlossen ist. Somit schließt die Pumpeneinheit 100A gemäß Ausführungsform 2 den zweiten wärmeableitenden Teil 62 und den zweiten zusätzlichen wärmeableitenden Teil 64 nicht ein. Ansonsten ist Ausführungsform 2 im Wesentlichen mit Ausführungsform 1 identisch und wird hier nicht weiter ausgeführt.
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Diese Konfiguration ermöglicht es der Pumpeneinheit 100A gemäß Ausführungsform 2 Wirkungen zu erzeugen, die im Wesentlichen den Wirkungen entsprechen, die durch die Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 erzeugt werden.
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Ausführungsform 3
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 3. Obwohl der erste zusätzliche wärmeableitende Teil 63, der zweite zusätzliche wärmeableitende Teil 64 und die Befestigungselemente 70 wie in Ausführungsform 1 enthalten sind, werden diese Komponenten der Einfachheit halber in 6 ausgespart. Im Folgenden wird eine Pumpeneinheit 100B gemäß Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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Die Unterschiede zwischen der Pumpeneinheit 100B gemäß Ausführungsform 3, die in 6 veranschaulicht ist, und der Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 liegen in der Größe und Form des Fließweg definierenden Elements 50. Ansonsten ist Ausführungsform 3 im Wesentlichen mit Ausführungsform 1 identisch.
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Im Gegensatz zum Rahmenteil 51 des Fließweg definierenden Elements 50 in Ausführungsform 1 hat der Rahmenteil 51 des Fließweg definierenden Elements 50 in Ausführungsform 3 keine Aussparungen und liegt somit in der Form eines rechteckigen Rahmens vor. Wenn der Rahmenteil 51 in der Richtung der Mittelachse des Rahmenteils 51 betrachtet wird, ist der Außendurchmesser des Rahmenteils 51 kleiner als der Außendurchmesser des wärmeableitenden Teils 60. Das heißt, die Breite des Rahmenteils 51 in Ausführungsform 2 ist kleiner als die Breite des Rahmenteils 51 in Ausführungsform 1. Somit erstrecken sich der erste wärmeableitende Teil 61 und der zweite wärmeableitende Teil 62 jeweils teilweise über den Rand des Rahmenteils 51 hinaus.
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Diese Konfiguration ermöglicht es der Pumpeneinheit 100B gemäß Ausführungsform 3 Wirkungen zu erzeugen, die im Wesentlichen den Wirkungen entsprechen, die durch die Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 1 erzeugt werden.
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Ausführungsform 4
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7 ist eine Draufsicht eines Teils einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 4. Wenn das Fließweg definierende Element 50, die piezoelektrischen Pumpen 1 und der erste wärmeableitende Teil 61 zusammengebaut sind, ist eine Pumpeneinheit 100C, die von der Seite, auf der das Fließweg definierende Element 50 angeordnet ist, von oben betrachtet wird, in 7 veranschaulicht. Im Folgenden wird die Pumpeneinheit 100C gemäß Ausführungsform 4 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Der Unterschied zwischen der Pumpeneinheit 100C gemäß Ausführungsform 4, die in 7 veranschaulicht ist, und der Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 liegt in der Form des Rahmenteils des Fließweg definierenden Elements 50. Der Rahmenteil des Fließweg definierenden Elements 50 in Ausführungsform 4 wird durch 51C gekennzeichnet. Ansonsten ist Ausführungsform 4 im Wesentlichen mit Ausführungsform 1 identisch.
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Der Rahmenteil 51C weist einen Stammabschnitt 51C1 und Abzweigungsabschnitte 51C2 auf. Der Stammabschnitt 51C1 erstreckt sich im Wesentlichen gerade, sodass er den Mittelteil des ersten wärmeableitenden Teils 61 überlappt. Die Abzweigungsabschnitte 51C2 können mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1 verbunden werden.
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Diese Konfiguration ermöglicht es der Pumpeneinheit 100C gemäß Ausführungsform 4 Wirkungen zu erzeugen, die im Wesentlichen den Wirkungen entsprechen, die durch die Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 1 erzeugt werden. Das Fassungsvermögen des zweiten Fließwegs in dem Fließweg definierenden Element 50 wird verringert, was ermöglicht, dass die Pumpeneinheit Fluid reaktionsschneller ansaugt oder ausleitet.
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Ausführungsform 5
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8 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 5. Zur Vereinfachung geben Strich-Zweipunktlinien in 8 den ersten wärmeableitenden Teil 61, den zweiten wärmeableitenden Teil 62, einen dritten wärmeableitenden Teil 65 und einen vierten wärmeableitenden Teil 66 an, die später beschrieben werden. Im Folgenden wird eine Pumpeneinheit 100D gemäß Ausführungsform 5 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Die Unterschiede zwischen der Pumpeneinheit 100D gemäß Ausführungsform 5, die in 8 veranschaulicht ist, und der Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 liegen hauptsächlich in der Form des Fließweg definierenden Elements, der Anordnung der piezoelektrischen Pumpen 1 und der Konfiguration des wärmeableitenden Teils. Das Fließweg definierende Element und der wärmeableitende Teil in Ausführungsform 5 werden durch 50D beziehungsweise 60D gekennzeichnet. Die Pumpeneinheit 100D gemäß Ausführungsform 5 unterscheidet sich auch dadurch von der Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1, dass kein zusätzlicher wärmeableitender Teil bereitgestellt ist.
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Das Fließweg definierende Element 50D in Ausführungsform 5 liegt in der Form eines Hohlblocks vor. Das Fließweg definierende Element 50D ist im Wesentlichen quaderförmig und hat einen Raum darin. Der Raum ist der zweite Fließweg. Der Raum steht mit dem Düsenteil 52 in Kommunikation.
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Das Fließweg definierende Element 50D hat eine erste Oberfläche 50a, eine zweite Oberfläche 50b, eine dritte Oberfläche 50c und eine vierte Oberfläche 50d. Die erste Oberfläche 50a und die zweite Oberfläche 50b liegen einander in einer ersten Richtung gegenüber. Die dritte Oberfläche 50c und die vierte Oberfläche 50d liegen einander in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung gegenüber.
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Die Pumpeneinheit 100D weist einen wärmeableitenden Teil 60D auf, der aus dem ersten wärmeableitenden Teil 61, dem zweiten wärmeableitenden Teil 62, einem dritten wärmeableitenden Teil 65 und einem vierten wärmeableitenden Teil 66 zusammengesetzt ist.
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Der erste wärmeableitende Teil 61, der zweite wärmeableitende Teil 62, der dritte wärmeableitende Teil 65 und der vierte wärmeableitende Teil 66 können jeweils aus einer wärmeableitenden Platte aufgebaut sein. Der erste wärmeableitende Teil 61 ist auf der ersten Oberfläche 50a angeordnet. Der zweite wärmeableitende Teil 62 ist auf der zweiten Oberfläche 50b angeordnet. Der dritte wärmeableitende Teil 65 ist auf der dritten Oberfläche 50c angeordnet. Der vierte wärmeableitende Teil 66 ist auf der vierten Oberfläche 50d angeordnet.
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Piezoelektrische Pumpen 1A, piezoelektrische Pumpen 1B, piezoelektrische Pumpen 1C und piezoelektrische Pumpen 1D werden als die piezoelektrischen Pumpen 1 bereitgestellt. Insbesondere werden zwei piezoelektrische Pumpen 1A, zwei piezoelektrische Pumpen 1B, zwei piezoelektrische Pumpen 1C und zwei piezoelektrische Pumpen 1D bereitgestellt. Alternativ dazu können eine piezoelektrische Pumpe 1A, eine piezoelektrische Pumpe 1B, eine piezoelektrische Pumpe 1C und eine piezoelektrische Pumpe 1D bereitgestellt werden. Weiter alternativ dazu können drei oder mehr piezoelektrische Pumpen 1A, drei oder mehr piezoelektrische Pumpen 1B, drei oder mehr piezoelektrische Pumpen 1C und drei oder mehr piezoelektrische Pumpen 1D bereitgestellt werden.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1A sind auf der Seite, auf der sich die erste Oberfläche 50a befindet, angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1B sind auf der Seite, auf der sich die zweite Oberfläche 50b befindet, angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1C sind auf der Seite, auf der sich die dritte Oberfläche 50c befindet, angeordnet. Die piezoelektrischen Pumpen 1D sind auf der Seite, auf der sich die vierte Oberfläche 50d befindet, angeordnet.
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Die piezoelektrischen Pumpen 1A werden beispielsweise mit einem Wärmeleitkleber am ersten wärmeableitenden Teil 61 befestigt. Die piezoelektrischen Pumpen 1B werden beispielsweise mit einem Wärmeleitkleber am zweiten wärmeableitenden Teil 62 befestigt. Die piezoelektrischen Pumpen 1C werden beispielsweise mit einem Wärmeleitkleber am dritten wärmeableitenden Teil 65 befestigt. Die piezoelektrischen Pumpen 1D werden beispielsweise mit einem Wärmeleitkleber am vierten wärmeableitenden Teil 66 befestigt.
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Die erste Oberfläche 50a, die zweite Oberfläche 50b, die dritte Oberfläche 50c und die vierte Oberfläche 50d haben jeweils Durchgangslöcher. Die Durchgangslöcher in der ersten Oberfläche 50a stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1A. Die Durchgangslöcher in der zweiten Oberfläche 50b stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1B. Die Durchgangslöcher in der dritten Oberfläche 50c stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1C. Die Durchgangslöcher in der vierten Oberfläche 50d stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1D. Auf ähnliche Weise haben der erste wärmeableitende Teil 61, der zweite wärmeableitende Teil 62, der dritte wärmeableitende Teil 65 und der vierte wärmeableitende Teil 66 jeweils Durchgangslöcher. Die Durchgangslöcher des ersten wärmeableitenden Teils 61 stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1A. Die Durchgangslöcher des zweiten wärmeableitenden Teils 62 stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1B. Die Durchgangslöcher des dritten wärmeableitenden Teils 65 stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1C. Die Durchgangslöcher des vierten wärmeableitenden Teils 66 stehen in Positionsübereinstimmung mit den zweiten Fließweglöchern 2e der piezoelektrischen Pumpen 1D.
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Der Raum (d. h. der zweite Fließweg) im Fließweg definierenden Element 50D ist durch die Durchgangslöcher des ersten wärmeableitenden Teils 61, die Durchgangslöcher des zweiten wärmeableitenden Teils 62, die Durchgangslöcher des dritten wärmeableitenden Teils 65 und die Durchgangslöcher des vierten wärmeableitenden Teils 66 mit den Innenräumen (d. h. den ersten Fließwegen) in den jeweiligen piezoelektrischen Pumpen 1 verbunden.
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Das Fließweg definierende Element 50D hat einen Ausschnitt 50D1, in dem der wärmeableitende Teil 60D (d. h. der erste wärmeableitende Teil 61, der zweite wärmeableitende Teil 62, der dritte wärmeableitende Teil 65 und der vierte wärmeableitende Teil 66) auf eine Weise freiliegt, dass er dem Fließweg definierenden Element 50D gegenüberliegt. Das heißt, ein Zwischenraum wird zwischen dem Fließweg definierenden Element 50D und dem wärmeableitenden Teil 60D erzeugt, der entsprechend teilweise freiliegt.
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Diese Konfiguration ermöglicht es der Pumpeneinheit 100D gemäß Ausführungsform 5 Wirkungen zu erzeugen, die im Wesentlichen den Wirkungen entsprechen, die durch die Pumpeneinheit 100 gemäß Ausführungsform 1 erzeugt werden. Wenn eine größere Anzahl von piezoelektrischen Pumpen 1 in die Pumpeneinheit 100D gemäß Ausführungsform 5 eingebaut wird, wird das Saugvermögen oder das Fördervermögen der Pumpeneinheit 100D entsprechend verbessert.
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Obwohl das Fließweg definierende Element 50 in Ausführungsform 5 in der Form eines Hohlblocks vorliegt, kann das Fließweg definierende Element 50 in der Form eines Hohlprismas vorliegen, in dem der zweite Fließweg definiert ist. Die Pumpeneinheit gemäß Ausführungsform 5 kann ferner mehr als einen zusätzlichen wärmeableitenden Teil aufweisen.
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Es ist ursprünglich beabsichtigt, die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen gegebenenfalls zu kombinieren. Beispielsweise kann jeder zusätzliche wärmeableitende Teil in Ausführungsformen 1 bis 4 wie in Ausführungsform 5 ausgespart werden. Ein Klebstoff oder dergleichen kann anstelle der Befestigungselemente 70 in Ausführungsformen 1 bis 4 verwendet werden, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die oben beschriebene Pumpeneinheit gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 5 kann beispielsweise als ein Absauggerät für die Mundpflege verwendet werden. Die Verwendung der Pumpeneinheit ist nicht auf ein derartiges Absauggerät für die Mundpflege beschränkt. Die Pumpeneinheit kann als eine Pumpe zum Ausleiten oder Ansaugen von Fluid verwendet werden.
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Die vorliegend offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Patentansprüche definiert und alle Modifikationen und Änderungen im Sinne und im Rahmen der Patentansprüche oder deren Entsprechung werden daher durch die vorliegende Erfindung umfasst.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B, 1C, 1D
- piezoelektrische Pumpe
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Deckenabschnitt
- 2b
- Bodenabschnitt
- 2c
- Düse
- 2d
- erstes Fließwegloch
- 2e
- zweites Fließwegloch
- 3
- Pumpengehäuse
- 4
- Ventilgehäuse
- 5
- Membran
- 5a
- Loch
- 6A, 6B
- äußere Verbindungsklemme
- 7
- innere Verbindungsklemme
- 11
- Abdeckplatte
- 12
- Fließwegplatte
- 13
- Verkleidungsplatte
- 14
- Schwingungsplatte
- 14a
- Schwingungsabschnitt
- 15
- piezoelektrisches Element
- 16
- Schwingungseinheit
- 17
- Isolierplatte
- 18
- Zuführplatte
- 31, 32, 33, 34, 37, 38
- Fließwegloch
- 41
- Loch
- 50, 50D
- Fließweg definierendes Element
- 50D1
- Ausschnitt
- 50a
- erste Oberfläche
- 50b
- zweite Oberfläche
- 50c
- dritte Oberfläche
- 50d
- vierte Oberfläche
- 51, 51C
- Rahmenteil
- 51C1
- Stammabschnitt
- 51C2
- Abzweigungsabschnitt
- 52
- Düsenteil
- 53
- Hohlraum
- 54
- erster Seitenabschnitt
- 55
- zweiter Seitenabschnitt
- 55a
- erste Aussparung
- 56
- dritter Seitenabschnitt
- 56a
- zweite Aussparung
- 57
- vierter Seitenabschnitt
- 57a
- dritte Aussparung
- 60, 60D
- wärmeableitender Teil
- 61
- erster wärmeableitender Teil
- 61a, 62a
- Durchgangsloch
- 62
- zweiter wärmeableitender Teil
- 63
- erster zusätzlicher wärmeableitender Teil
- 64
- zweiter zusätzlicher wärmeableitender Teil
- 65
- dritter wärmeableitender Teil
- 66
- vierter wärmeableitender Teil
- 70
- Befestigungselement
- 71
- Schraube
- 72
- Mutter
- 100, 100A, 100B, 100C, 100D
- Pumpeneinheit
- 511
- Hauptkörperabschnitt
- 512, 513
- Dichtungsabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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