JP2020504797A

JP2020504797A - 静電蠕動ポンプ及び動作方法

Info

Publication number: JP2020504797A
Application number: JP2019535779A
Authority: JP
Inventors: ルドルフマリアジョゼフフォンケン; ヨハネスウィルヘルムスウィーカンプ; マレイケクリー; セルゲイシュレポフ
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2018-01-01
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2038-01-01
Also published as: US20190338764A1; CN110226038B; EP3563060B1; JP7090621B2; CN110226038A; WO2018122400A1; EP3563060A1; US11204026B2

Abstract

気体の流れを生成する装置は、自身を介して画定される通路を備えたフレームを有する。該通路は、流入口から流出口へと中心長軸に沿う長さにわたって延びると共に、第１側部及び第２側部を有する。該通路内には可撓性ポンプ膜が配置される。該ポンプ膜は、前記通路の第１側部に該第１側部の中央線において結合される第１縁及び前記通路の第２側部に該第２側部の中央線において結合される上記第１縁とは反対側に位置する第２縁を有する。前記ポンプ膜は、前記フレームを上側部分及び下側部分に区切る。当該装置は、前記ポンプ膜の各部を前記フレームの上側部分又は下側部分の何れかに向かって、該ポンプ膜に波状運動を生じさせると共に前記気体の流れを生じさせるような態様で選択的に移動させるように構成された駆動システムも含む。

Description

[0001] 本発明は、気体の流れを生成する装置に関する。更に詳細には、本発明は蠕動運動を介して気体の流れを発生する装置に関する。本発明は、蠕動運動を介して気体の流れを発生するシステムにも関する。本発明は、更に、静電力の印加を介して蠕動運動を生成することにより気体の流れを発生する方法にも関する。また、本発明は蠕動運動を介して気体の流れを発生するために使用する装置を製造する方法にも関する。

[0002] 異なるタイプの流体（即ち、液体、気体（ガス））のための多数の異なるタイプのポンプが存在する。或る用途に対する最適なポンプのタイプは、該特定の用途の要件に依存する。典型的に、特定の用途の主たる要件は、当該ポンプの必要とされる圧力及び流量（flow rate）である。他の可能性のある要件は、当該ポンプ及び／又は関連する部品の最大重量、幾何学的寸法、価格、騒音レベル、必要とされる効率、信頼度及び寿命である。

[0003] 例えば、中程度の圧力（例えば、限定するものではないが、約０.０４Bar）及び高流量（例えば、限定するものではないが、約１００リットル/分）による持続気道陽圧療法（睡眠時無呼吸患者を治療するための、ＣＰＡＰ療法）における応用のためには、典型的にラジアルブロアが好まれる。このような装置は、典型的に相当に嵩張り、動作原理の結果生じる高回転動作速度及び大量の乱流により大きな騒音を生じるが、上記流量及び圧力要件を満たすことができるからである。

[0004] 所望の流出量のための特定の寸法が与えられたとして、必要とされる圧力レベル及び流量を提供するように構成可能な、効率及びポンプ寸法に関する理想的なポンプシステムは、おおよそ、図１に示されるようなポンプシステム１０のようであろう（当該流体を加圧するためのメカニズムを指定せずに）。ポンプ１２のクロスフロー（直交流）寸法は所望の流出寸法に完全に合致するよう寸法決めすることができ、かくして、ポンプ１２内の当該流体の速度（矢印１４により示される）が出力流におけるものと略等しくなることを可能にする（圧縮性及び質量の保存により、速度は僅かに減少するであろう）。略一定の速度を維持することは、速度の大きな変化は典型的に乱流及び効率の損失を生じ、従った一般的に望ましくない故に、望ましいものである。このような“理想的”構成においては、ポンプ１２の全体の容積が当該ポンプを通過する流体を加圧するために利用され（流体の圧力の増加に伴い水平間隔が減少する垂直線により示されるように）、このことは当該ポンプ容積の最適な使用を可能にすると共に最小限の寸法を可能にする。

[0005] 本発明の一態様として、気体の流れを生成する装置が提供される。

該装置は、自身を介して画定される通路（管路）を有し、該通路が中心長軸に沿って流入口から流出口までの長さにわたり延在すると共に第１側部及び第２側部を有するフレームと；前記通路内に配置され、前記通路の第１側部に該第１側部の中央線において結合される第１縁及び前記通路の第２側部に該第２側部の中央線において結合される前記第１縁とは反対側に配置される第２縁を有し、且つ、前記フレームを上側部分及び下側部分に区切る可撓性ポンプ膜と；前記ポンプ膜の各部を前記フレームの前記上側部分又は前記下側部分の何れかに向かって、該ポンプ膜に波状運動を生じさせると共に前記通路の前記流出口から前記気体の流れを生じさせるように選択的に移動させるように構成された駆動システムと；を有する。

［0006］前記ポンプ膜は、該膜に沿って前記第１縁と前記第２縁との間で測定される全幅を有することができ、前記通路は前記第１側部の中央線と前記第２側部の中央線との間で測定される最大幅を有することができ、前記ポンプ膜の幅は前記通路の幅より大きくすることができる。

［0007］前記ポンプ膜の全幅は、前記通路の上側表面に沿って測定される実際の幅に概ね等しくすることができる。

［0008］前記通路は、０.１〜０.５ミリメートルの範囲内の最大高を有することができる。

［0009］前記駆動システムは、前記上側部分内又は上に配置される或る数の上側電極と；前記下側部分内又は上に配置される或る数の下側電極と；前記ポンプ膜内又は上に配置される或る数の膜電極と；を有することができる。

［0010］前記或る数の上側電極は複数の上側電極を有することができ；前記或る数の下側電極は複数の下側電極を有することができ；前記或る数の膜電極は単一の膜電極を有することができる。

［0011］前記上側電極の各々及び前記下側電極の各々は、前記通路の前記中心長軸に対して概ね垂直に配置することができる。

［0012］前記複数の上側電極及び前記複数の下側電極は、約１００〜２００μｍ離隔することができる。

［0013］前記或る数の上側電極は単一の上側電極を有することができ；前記或る数の下側電極は単一の下側電極を有することができ；前記或る数の膜電極は複数の膜電極を有することができる。

［0014］前記上側電極の各々は、中央部分と、前記第１側部の中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、前記中央部分と前記第２側部の中央線との間に延びる第２側部分と、を有し；前記下側電極の各々は、中央部分と、前記第１側部の中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、前記中央部分と前記第２側部の中央線との間に延びる第２側部分と、を有し、前記上側及び前記下側電極の各々の前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、前記上側及び前記下側電極の各々の前記第１側部分及び前記第２側部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される前記第１幅より小さい第２幅を有する。

［0015］前記膜電極の各々は、中央部分と、前記第１側部の中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、前記中央部分と前記第２側部の中央線との間に延びる第２側部分と、を有し、前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、前記第１側部分及び前記第２側部分は、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する。

［0016］前記通路は、六角形断面形状を有する。

［0017］本発明の他の態様として、気体の流れを生成する装置が提供される。該装置は、自身を介して画定される複数の通路を有し、各通路が、各々が対応する中心長軸に沿って流入口から流出口までの長さにわたり延在する第１側部及び該第１側部とは反対側に位置される第２側部を有するフレームと；各通路が有する、対応する前記通路内に各々配置される可撓性ポンプ膜であって、対応する前記通路の前記第１側部に該第１側部の中央線において結合される第１縁及び対応する前記通路の前記第２側部に該第２側部の中央線において結合される前記第１縁とは反対側に配置される第２縁を有し、且つ、対応する前記通路の境界を上側部分及び下側部分に区切る可撓性ポンプ膜と；前記各ポンプ膜の各部を前記各通路の前記上側部分又は前記下側部分の何れかに向かって、該各ポンプ膜に波状運動を生じさせると共に前記各通路の前記流出口から前記気体の流れの一部を生じさせるように選択的に吸引するよう構成された駆動システムと；を有する。

［0018］前記各通路の前記ポンプ膜は、該膜に沿って前記第１縁と前記第２縁との間で測定される全幅を有し；前記各通路は前記第１側部の中央線と前記第２側部の中央線との間で測定される最大幅を有し；前記各ポンプ膜の幅は前記通路の幅より大きいものとすることができる。

［0019］前記駆動システムは、前記各通路の前記上側部分内又は上に配置される或る数の上側電極と；前記各通路の前記下側部分内又は上に配置される或る数の下側電極と；前記各通路の前記ポンプ膜内又は上に配置される或る数の膜電極と；を有することができる。

［0020］前記或る数の上側電極は複数の上側電極を有することができ；前記或る数の下側電極は複数の下側電極を有することができ；前記或る数の膜電極は単一の膜電極を有することができる。

［0021］［0022］前記或る数の上側電極は単一の上側電極を有することができ；前記或る数の下側電極は単一の下側電極を有することができ；前記或る数の膜電極は複数の膜電極を有することができる。

［0023］前記上側電極の各々は、中央部分と、前記第１側部の中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、前記中央部分と前記第２側部の中央線との間に延びる第２側部分と、を有することができ；前記下側電極の各々は、中央部分と、前記第１側部の中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、前記中央部分と前記第２側部の中央線との間に延びる第２側部分と、を有することができ；前記上側及び前記下側電極の各々の前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、前記上側及び前記下側電極の各々の前記第１側部分及び前記第２側部分は、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する。

［0024］前記膜電極の各々は、中央部分と、前記第１側部の中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、前記中央部分と前記第２側部の中央線との間に延びる第２側部分と、を有することができ；前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、前記第１側部分及び前記第２側部分は、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する。

［0025］本発明の更に他の態様として、気体の流れを生成するシステムが提供される。該システムは、本明細書に記載される複数の電極を有する装置と、前記電極の各々に電気的に選択的に接続される電圧源と、前記電圧源と前記電極の各々との間の前記電気的接続を選択的に制御するよう構成された制御システムと、を有する。

［0026］本発明の更に他の態様として、本明細書に記載される装置を製造する方法が提供される。該方法は、上面及び該上面とは反対側に位置される底面を有する、第１の概ね剛性の材料の層を設けるステップと、幅、長さ、上面及び該上面とは反対側に位置する底面を有する、概ね可撓性の材料の層を設けるステップと、上面及び底面を有する、第２の概ね剛性の材料の層を設けるステップと、前記概ね可撓性の層の前記底面の選択された部分を、前記第１の層の前記上面の対応する選択された部分に結合するステップと、前記概ね可撓性の層の前記上面の選択された部分を、前記第２の層の前記底面の対応する選択された部分に結合するステップであって、前記可撓性の層の前記上面の選択された部分が前記可撓性の層の前記底面の選択された部分の概ね反対側に位置するステップと、前記第１の層の前記底面及び前記第２の層の前記上面の他の選択された部分の一方又は両方に力を印加して、前記第１の層と前記第２の層との間の距離を増加させ、これにより、前記複数の通路を形成するステップと、を有する。

［0027］前記方法は、幅、長さ、上面及び該上面とは反対側に位置する底面を有する、第２の概ね可撓性の材料の層を設けるステップと、上面及び底面を有する、第３の概ね剛性の材料の層を設けるステップと、前記力を印加するステップに先行する、前記第２の概ね可撓性の層の前記底面の選択された部分を、前記第２の層の前記上面の対応する選択された部分に結合するステップであって、前記第２の層の前記上面の前記対応する部分が前記第２の層の前記底面の前記対応する部分の概ね反対側に位置するステップと、前記第２の概ね可撓性の層の前記上面の選択された部分を、前記第３の層の前記底面の対応する選択された部分に結合するステップであって、前記第２の可撓性の層の前記上面の前記選択された部分が前記第２の可撓性の層の前記底面の前記選択された部分の概ね反対側に位置するステップと、を更に有することができ、前記第１の層の前記底面及び前記第２の層の前記上面の他の選択された部分の一方又は両方に力を印加するステップは、前記第１の層の前記底面及び前記第３の層の前記上面の他の選択された部分の一方又は両方に力を印加して、前記第１の層と前記第２の層との間の距離及び前記第２の層と前記第３の層との間の他の距離を増加させ、これにより、前記複数の通路を形成するステップを有する。

［0028］前記方法は、前記複数の通路のうちの或る数を導電性材料で概ね充填するステップと；前記導電性材料に剛性導体を電気的に接続するステップと；を更に有することができる。

[0029] 本発明の上記並びに他の目的、フィーチャ及び特徴、並びに関連する構成の要素の動作の方法及び機能並びに部品の組み合わせ及び製造の経済性は、全てが本明細書の一部を形成する添付図面を参照した下記の記載及び添付請求項の考察から一層明らかとなるものであり、添付図面において同様の符号は種々の図において対応する部分を示している。しかしながら、図面は図示及び説明のみの目的のためのもので、本発明の範囲を定めることを意図するものではないと明確に理解されるべきである。

[0030] 図１は、理論的な理想ポンプシステムの概要図である。 [0031] 図２は、本発明の一例示的実施態様によるポンプ装置の部分概略等角図である。 [0032] 図３は、図２の３−３線に沿う当該装置の長手方向中心軸の方向から見た図２のポンプ装置の部分概略断面図である。 [0033] 図４Ａは、図２の４−４線に沿う図２のポンプ装置の部分概略断面図であり、蠕動運動に対応する位置に配置されたポンプ膜を示す。 [0034] 図４Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ線に沿う図４Ａの装置の部分概略断面図である。 [0035] 図５は、本発明の一例により構成された複数の図２に示されるような装置の部分概略断面図である。 [0036] 図６は、図５の装置の一部の部分詳細断面図である。 [0037] 図７は、本発明の例示的実施態様によるポンプ装置の一部の断面図である。 [0037] 図８は、本発明の例示的実施態様によるポンプ装置の一部の断面図である。 [0038] 図９は、本発明の例示的実施態様による装置の一部の部分分解図である。 [0039] 図１０は、本発明の他の例示的実施態様によるポンプ装置の部分分解等角図である。 [0040] 図１１は、本発明の一例示的実施態様による電気駆動システムの構成要素の例示的配置を示す概略図である。 [0041] 図１２は、本発明の一例示的実施態様による例示的切換シーケンス及び対応する膜の配置を図１１の電気駆動システムを参照して示す図である。 [0042] 図１３は、図１０に示されたような装置のための、本発明の例示的実施態様による切換シーケンスを示す。 [0042] 図１４は、図１０に示されたような装置のための、本発明の例示的実施態様による切換シーケンスを示す。 [0043] 図１５は、本発明の例示的実施態様による装置を製造する際に使用するための例示的装置を示す。 [0044] 図１６は、本発明の例示的実施態様による装置を製造する際に使用するための他の例示的装置を示す。 [0045] 図１７は、本発明の例示的実施態様による相互接続構造の例示的配置を示す。 [0045] 図１８は、本発明の例示的実施態様による相互接続構造の例示的配置を示す。 [0045] 図１９は、本発明の例示的実施態様による相互接続構造の例示的配置を示す。 [0045] 図２０は、本発明の例示的実施態様による相互接続構造の例示的配置を示す。

[0046] 本明細書で使用される場合、前後関係が明らかにそうでないと示さない限り、単数形は複数の参照を含む。

[0047] 本明細書で使用される場合、２以上の部分又は要素が“結合”されるとの記述は、これら部分が直接的に又は間接的に（即ち、連結が生じる限りにおいて、１以上の中間部分又は要素を介して）連結され又は一緒に動作することを意味する。

［0048］本明細書で使用される場合、“直接結合され”とは、２つの要素が互いに直接接触することを意味する。本明細書で使用される場合、“固定的に結合され”又は“固定され”とは、２つの要素が、互いに対して一定の向きを維持しながら１つのものとして移動するように結合されることを意味する。

[0049] 本明細書で使用される場合、“［要素、点又は軸］の周りに配置され”、“［要素、点又は軸］の周りに延び”又は“［要素、点又は軸］の周りに［Ｘ］度”等の語句における“周り”は、取り囲む、周りに延びる又は周りで測定される、を意味する。測定に関して又は同様の態様で用いられる場合、“約”は“大凡”を、即ち、当業者により理解されるように当該測定に関して大凡の範囲内であることを意味する。

［0050］本明細書で使用される場合、“一般的に”とは、当業者により理解されるように修飾される用語に関連して“一般的態様で”を意味する。

［0051］本明細書で使用される場合、“実質的に”とは、当業者により理解されるように、殆どは、多くは又は多くの程度は、を意味する。このように、例えば、第１要素が“実質的に”第２要素内に配置されるとは、殆ど第２要素内に配置される、となる。

［0052］本明細書で使用される場合、“一体”なる文言は、或る要素が単一片又は単一ユニットとして形成されることを意味する。即ち、別個に形成され、次いで１つのユニットとして一緒に結合された複数の部品を含む要素は、“一体の”要素又は物体ではない。

［0053］本明細書で使用される場合、２以上の部分又は要素が互いに“係合する”との記述は、これら部分が互いに対して直接的に又は１以上の中間部分若しくは要素を介して力を及ぼすことを意味する。

［0054］本明細書で使用される場合、“数”なる用語は、１又は１より大きな（即ち、複数の）整数を意味する。

［0055］本明細書で使用される場合、“密閉的に係合する”なる語句は、要素が、これら要素の間に全般的に気密な密閉が形成されるような態様で接触することを意味する。

［0056］本明細書で使用される場合、“コントローラ”なる用語は、これらに限定されるものではないが、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブルロジック装置（ＣＰＬＤ）、チップ上プログラマブルシステム（ＰＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ又は何らかの他の好適な処理デバイス若しくは装置を含む、データ（例えば、ソフトウェアルーチン及び／又は斯かるルーチンにより使用される情報）を記憶、検索、実行及び処理することができるプログラム可能なアナログ及び／又はデジタル装置（関連するメモリ部又は部分を含む）を意味する。前記メモリ部分は、これらに限定されるものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、EEPROM及びフラッシュ等の、コンピュータの内部記憶領域の態様等でデータ及びプログラムコード記憶のための記憶レジスタ（即ち、非一時的マシン読取可能な媒体）を提供すると共に揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリとすることができる種々のタイプの内部及び／又は外部記憶媒体の何れか１以上であり得る。

［0057］本明細書で使用される、例えば、限定するものではないが頂部、底部、左、右、上部、下部、前、後及びこれらの派生表現等の方向性語句は、図面に示される要素の向きに関するものであり、本明細書で明示的に記載されない限り請求項を限定するものではない。

［0058］以下の記載から、本発明の実施態様は、従来の解決策よりも、図１に関して説明された理想ポンプに類似して機能するポンプ装置において蠕動ポンプ動作を生成するために静電力を利用することが理解されよう。

［0059］図２、図３、図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の例示的実施態様による気体の流れを発生させるポンプ装置２０の一例を示す。ポンプ装置２０は、自身を介して画定される通路（管路）２４を持つフレーム２２を含む。通路２４は、概ね均一な断面のもので、該通路の長手方向中心軸Ａに沿って流入口２６と流出口２８との間に長さＬで延在し、通常、流入口２６に流入する如何なる流体も流出口２８を介してのみ流出することができるように構成される。図２、図３、図４Ａ及び図４Ｂに図示された本発明の例示的実施態様において、通路２４は六角形断面形状を有しているが、本発明の範囲から逸脱することなく他の断面形状も採用することができることが理解されるべきである。通路２４は、第１側部３０及び該第１側部３０の反対側に配置された第２側部３２を有している。通路２４は、第１側部３０の中央線３４と第２側部３２の中央線３６との間で測定された最大幅ｗ_ｐを有する。通路２４は、該通路２４内に配置された可撓性ポンプ膜３８により２つの副部分（即ち、上側部分２４Ａ及び下側部分２４Ｂ）に概ね区切られる。更に詳細には、ポンプ膜３８は、該ポンプ膜の第１縁３８Ａにおいて通路２４の第１側部３０に該側部の中央線３４において全体的に結合されると共に、第１縁３８とは反対側に位置する第２縁３８Ｂにおいて通路２４の第２側部３２に該側部の中央線３６において結合される。従って、ポンプ膜３８は、通路２４の境界（即ち、フレーム２２）を上側フレーム部分２２Ａ及び下側フレーム部分２２Ｂに概ね分割する。通路２４は、上側フレーム部分２２Ａの中央部分（符号は付されていない）と下側フレーム部分２２Ｂの中央部分との間の距離である最大高Ｈを有する。以下に更に詳細に説明するように、静電引力の強度は電極とポンプ箔との間の印加電圧及び距離に大きく依存するので、実用的な電圧（数百ボルト）に対し、通路高Ｈは概ね０.１〜０.５mmの大きさの程度の寸法に限定される。ポンプ膜３８は、該ポンプ膜３８に沿い第１縁３８Ａと第２縁３８Ｂとの間で測定された場合の実際の幅ｗ_ｍを有し、該幅は、通路２４の幅ｗ_ｐより大きく、且つ、通路２４の上側（又は下側）表面に沿って測定される実際の幅ｗ_ｓに概ね等しい。言い換えると、ポンプ膜３８が平らに置かれたとしたら、第１縁３８Ａと第２縁３８Ｂとの間の距離は該膜体３８の実際の幅ｗ_ｍとなるであろう。従って、ポンプ膜３８は、本明細書の何処かで更に詳細に説明されるように、静電力により作用されない場合は図３に示されるような休止位置を典型的に呈すると共に、自身の実際の幅ｗ_ｍが通路２４の上側又は下側表面（符号無し）の幅ｗ_ｓと概ね等しくなる故に、通路２４の該上側又は下側表面と概ね密閉的に係合され得る。

［0060］図２の４−４線に沿うポンプ装置２０の断面図を示す図４Ａ及び図４ＡのＢ−Ｂ線に沿うポンプ装置２０の断面図を示す図４Ｂは、ポンプ装置２０を用いて気体の流れＦをどの様に生成することができるかの概略図を示す。更に詳細には、ポンプ膜３８において該ポンプ膜の異なる部分を、図４Ａ及び図４Ｂにおいて小さな矢印により示されるように、上方又は下方に垂直に選択的に移動させることにより波状運動を生成することができる。ポンプ膜３８を小さな矢印の方向に移動させることにより、ポンプ膜３８の波形形状が、図４Ａ及び図４Ｂに点線で示された交互に位置される波形形状３８’に向かって移行される。該波形を通路２４の長さＬに沿って流入口２６から流出口２８へと更に移行させることにより、図４Ａに大きな矢印ｆ_ｔ及びｆ_ｂにより示されたような空気のポケットが、通路２４の上側部分２４Ａ及び下側部分２４Ｂに各々沿って蠕動態様で変移される。従って、通路２４を経る全流量Ｆのうちの概ね半分は上側部分２４Ａを介して流れる流量ｆ_ｔからのものであり、通路２４を経る全流量Ｆのうちの概ね半分は下側部分２４Ｂを介して流れる流量ｆ_ｂからのものであると理解されるべきである。膜体３８に生成される波の周波数が増加されるにつれて、通路２４を通過する流れの速度も増加される。膜体３８に生成される波の長さは、圧力に影響を与えるために変化させることができる。

［0061］幾つかの通路２４をハニカム状構造内に組み合わせることにより、このような装置のクロスフロー寸法を、特定の用途のための所要の出力流寸法に略完全に適合させることができる。図５は、幾つかの通路２４（ポンプ膜３８が省略されて図示されている）がハニカム状ポンプ装置構造４０に配置された斯様な構造の一例を示している。このようなパターンは特定の用途のポンプ要件を満たすために必要とされるだけ多くの回数反復することができると理解されるべきである。各通路２４は非常に小さな寸法のものであるので、このようなハニカム構造は、一般的に、以下に更に詳細に説明されるように、一緒に積層され、次いで拡張される薄膜（例えば、典型的な範囲２〜１５μｍの厚さの）を用いて製造することができる。

［0062］各ポンプ膜３８を流体圧力差に抗して図４Ａ及び図４Ｂに関連して説明した態様で駆動するために、ポンプ装置２０は、ポンプ膜３８の各部分を各通路２４の上側部分２２Ａに向かって上方に又は下側部分２２Ｂに向かって下方に当該ポンプ膜３８に蠕動的波状運動を生成するような態様で選択的に移動させるよう構成された駆動システムを更に含む。本明細書に記載される実施態様において流体圧力差に抗してポンプ膜３８を駆動するために利用されるメカニズムは、フレーム２２の上側部分２２Ａ又は下側部分２２Ｂによるポンプ膜３８の交互の（時間に伴う）静電吸引である。この目的のために、図５のハニカム構造４０（単一の通路に関して前述したフレーム２２と同等である）は、構造用薄膜（限定するものではないが、例えば、数ミクロン（例えば、１０μｍ）の厚さのポリプロピレン箔のＰＥＴ）から形成することができる。このような構造用薄膜には、交互の電圧を印加することができる金属電極を一方又は両方の側にメッキすることができる。静電引力が発生するように、ポンプ膜３８も、全体として又は部分的に、メッキされた構造用薄膜（ハニカム構造４０と同等の）又は導電性（例えば、金属の）薄膜から形成される。結果としての装置における短絡を防止するために、当該構造用薄膜又はポンプ膜上の導電性材料は互いから絶縁されねばならない。このような絶縁は、幾つかの方法で達成することができる。１つの例示的構成が図６に図示されており、該構成において、ポンプ膜３８は、両側が誘電体４４によりコーティングされた金属薄膜４２を含む。このような構成において、誘電体４４はポンプ膜の金属薄膜４２を、構造用薄膜５０及び５２上に各々配置された金属層４６及び４８から絶縁する。

［0063］図６を続けて参照すると、（正又は負の）電圧が金属層４６に印加されると共に金属薄膜４２が接地点に接続されると、金属薄膜４２、従ってポンプ膜３８は電位差により金属層４６に向かって吸引される（該図に示されたように）。上記電圧が金属層４６から除去され（該金属層は次いで接地点に接続される）、代わりに金属層４８に印加されると、金属薄膜４６、従ってポンプ膜３８は、通路２４の反対側に向かって吸引される。このような例示的構成から、同一の電圧を、所与の断面において、構造用薄膜５０又は５２（両方ではない）の両側上の金属層に印加することにより、これらポンプ膜３８のうちの半分は上方に移動する一方、これらポンプ膜３８の半分は下方に移動し、かくして、全てのポンプ膜３８が所与の断面において同一の方向に移動するような状況よりも良好な動的平衡をもたらすことが容易に理解することができる。他の例示的構成（図示略）において、誘電体コーティングは、金属薄膜４２上の代わりに、金属層４６及び４８上に被着される。

［0064］図７及び図８は、本発明の例示的実施態様による他の代替ハニカム構造６０，８０の一部を示す。図７を参照すると、例示的構造６０の一部が示され、この場合、上側構造用薄膜６２及び下側構造用薄膜６４の各々は、上面のみが金属層６６，６８により各々コーティングされている。このような構成において、ポンプ膜７０は、金属層７２が上面に配置された構造用薄膜７４を含む。金属層６６、７２及び６８は全て非導電層（即ち、層６２、７４及び６４）上に配置されるので、斯様な導電層６６、７２及び６８は最小限の数の層を用いて互いから絶縁されることになる。

［0065］図７の最小限の構成とは対照的に、図８は例示的構造８０の一部を示し、この場合、上側構造用薄膜８２及び下側構造用薄膜８４の各々は、上面及び下面の両方が金属層８６，８８により各々コーティングされている。このような構成において、ポンプ膜９０は、上面及び下面に配置された金属薄膜層９４及び９６を有する非導電性中心コア層９２を含む。金属薄膜層９４及び９６の中心コア層９２とは反対側の表面は、該表面上に配置された誘電体コーティング９８，１００を有し、該誘電体コーティングは金属層８６を金属層９４から及び金属層８８を金属層９６から絶縁するように機能する。

［0066］図７及び図８に示された実施態様は例示目的のためだけに提供されたものであり、ここに特には記載されていない積層構成の他の好適な変形例も本発明の範囲から逸脱することなしに採用することができると理解されるべきである。また、ここに記載される“構造用”要素は、異なる材料の使用により及び／又は異なる寸法（例えば、厚さ）の材料を使用することにより、“可撓性”要素から変化させることができると理解されるべきである。

［0067］静電引力の方向を通路２４における長さ位置に依存させるために、当該金属メッキは、電極として機能する導電ラインが各通路２４の長軸Ａに対して垂直な方向に形成されるようにパターン化される。このような電極は、通路２４に対する各電極の長さ方向位置に依存して該通路２４の上部（例えば、フレーム２２の上側部分２２Ａ）又は下部（フレーム２２の下側部分２２Ｂ）における異なる位置に異なる電圧を印加することができるようにする態様で、該通路２４の長さ方向に沿って離隔される。このようなパターン化された構成の例示的実施態様が図９に示されており、該図は上側部分２２Ａ及び下側部分２２Ｂに分解された装置２０（図２、図３、図４Ａ及び図４Ｂに関連して前述したような）のフレーム２２の等角図を相対的に示す。図８に示された構成と同様に、上側部分２２Ａ及び下側部分２２Ｂの各々は、上側表面１１０Ａ，１１２Ａ及び下側表面１１０Ｂ，１１２Ｂの両方に金属層（符号略）が配置された構造用薄膜１１０，１１２を含む（図９では構造用薄膜１１０及び１１２の上側表面１１０Ａ及び１１２Ａしか見えないが、下側表面１１０Ｂ及び１１２Ｂも、各々、上側表面１１０Ａ及び１１２Ａと同様の態様でパターン化されていると理解されるべきであり、従って、ここでは特に詳細には説明しない）。各金属層は、構造用薄膜１１０及び１１２の上側及び下側表面１１０Ａ，１１２Ａ及び１１０Ｂ，１１２Ｂの両方に複数（４つが示されている）の離隔された（最少距離ｄ_１により）導体１１４を形成するようにパターン化されている。各導体１１４は、通路２４の中心長軸Ａに対して概ね垂直に延在する。しかしながら、当該ポンプ箔の蠕動運動を最適化するために可能な幾つかの精密な幾何学的構造が存在する。１つの可能性のある斯様な幾何学的構造の一例を以下に説明する。本明細書で説明される例示的実施態様において、全ての電極１１４の一般的構成は概ね同一であり、従って、ここでは構造用薄膜１１０の上側表面１１０Ａ上に配置される電極１１４の構成のみが詳細に説明される。

［0068］各電極１１４は、選択的に変化させることができる幅（通路の長手方向に測定された）を有する。図９に図示された例において、各電極１１４の幅は中央部分１１４Ａに対する最大電極幅ｅ_maxから、該中央部分１１４Ａから通路２４の側部に向かって延びる端部１１４Ｂ及び１１４Ｃに対する最少電極幅ｅ_minまで変化する。例えば、幅ｅ_minはｅ_maxなる幅の僅か四分の一に選定することができる（例えば、限定するものでないが、各々、０.５mm及び２.０mm）。このような変化される幅ｅ_max及びｅ_minの結果として、中央部分１１４Ａの後縁（即ち、図９では符号が付されていないが、当該電極１１４における通路２４の流入口２６から最も遠くに位置されるエッジ）は、各電極１１４の外側部分１１４Ｂ及び１１４Ｃの後縁（符号略）から所定距離ｄ_２だけオフセットされる一方、前縁（即ち、特定の電極１１４における通路２４の流入口２６に対し一番近くに位置されるエッジ）は各電極１１４の全長に沿って概ね一定である。各電極の斯様な寸法決めは、ポンプ膜３８において所望の波状パターンを形成することを補助するためになされる。一定の前縁を有することにより、ポンプ膜３８は、最初は、通路２４の略全幅ｗ_ｐにわたって対応する電極１１４に向かって（当該電極に依存して上方又は下方の何れかに）吸引され（膜のうちの電極１１４の外側部分１１４Ｂ及び１１４Ｃに最も近い部分が当該運動を開始させて）、かくして、最初の“波面”を生成する。次いで、当該“波”の中央部分（即ち、中心長軸Ａに最も近い部分）が、電極１１４の一層広い（波の伝搬方向において一層長い）中央部分１１４Ａに更に吸引され、かくして、このことは当該波面を概ね通路２４の流入口２６から離れて流出口２８に向かい伝搬させるように作用する。

［0069］フレームの上側及び下側部分におけるパターン化電極を使用する代わりに、通路２４の概ね全長Ｌに沿って延びる当該フレームの上側及び下側部分におけるパターン化されていない金属層に選択的に吸引されるパターン化ポンプ膜を採用することができる。図１０は、本発明の一実施態様による例示的装置１２０の部分分解等角図を示すもので、該装置は斯様な可撓性パターン化ポンプ膜１２２（上方にアーチ状に湾曲された姿勢で示されている）を使用している。図７に示された構成と同様に、ポンプ膜１２２は、金属薄膜を有する代わりではあるが誘電体薄膜１２４を含み、該ポンプ膜１２２は該誘電体薄膜１２４の上側表面１２４Ａ上に配置された複数の（４つが図示されている）電極１２６を含んでいる。これら電極１２６の各々は、図９に関して前述した電極１１４と同様の構成のものである。また、図７に示された構成と同様に、当該上側及び下側部分（符号略）は構造用薄膜１２８，１３０から形成され、これら構造用薄膜は上側表面（符号略）を金属層１３２及び１３４により、各々、コーティングされている。このような構成の電極１２６は、図９に示された構成と概ね同様に機能する。

［0070］このように例示的装置及び該装置の各部の複数の実施態様を説明したので、本発明の一例示的実施態様による電気駆動システム２００の各要素の例示的構成及び動作を図１１及び図１２に関連して説明する。図１１は、図９において前述したような例示的構成で使用するための電気的要素の一般的構成を概略的に示す。従って、システム２００は、４つの上部電極1t,2t,3t,4t（以下、集合的に上部電極xtと称する）及び４つの底部電極1b,2b,3b,4b（以下、集合的に上部電極xbと称する）を含み、電極1t及び1bは当該通路の流入口に対し一番近くに配置され（図１２の左側部分に示されるように）、電極4t及び4bは該通路の流出口に対し一番近くに配置される（図１２参照）。当該例示的通路内に配置されたポンプ膜は、導電性金属層ｍを含む。図１１に示されるように、上部電極xtの各々は1対のスイッチCtr_xt+（ｘは特定の電極番号を示す）及びCtr_xt-（ｘは特定の電極番号を示す）により、正の電圧又は負の電圧の何れかが上部電極xtの各々に選択的に印加され得るように（即ち、特定の上記スイッチを閉じることにより）、ＤＣ電圧Vdcの電源に電気的に選択的に接続される。同様に、底部電極xbの各々は1対のスイッチCtr_xb+（ｘは特定の電極番号を示す）及びCtr_xb-（ｘは特定の電極番号を示す）により、正の電圧又は負の電圧の何れかが底部電極xbの各々に選択的に印加され得るように（即ち、特定の上記スイッチを閉じることにより）、前記ＤＣ電圧Vdcの電源に電気的に選択的に接続される。前記導電性金属層も、同様に、1対のスイッチCtr_m+及びCtr_m-により、正の電圧又は負の電圧の何れかが当該ポンプ膜の金属層に選択的に印加され得るように、前記ＤＣ電圧Vdcの電源に電気的に選択的に接続される。スイッチCtr_xt+、Ctr_xt-、Ctr_xb+、Ctr_xb-、Ctr_m+及びCtr_m-の各々はコントローラ２０２により制御され、該コントローラは各スイッチにフォトカプラ又は他の好適な装置を介して接続される。異なって荷電される要素の間で静電引力を誘起させるために、ＤＣ電圧電源Vdcは、特定の用途に依存して、約２００Ｖ〜６００Ｖの範囲内の電圧を生成する。

［0071］図１２に総体的に示されるように、上部及び底部電極xt及びxbに並びにポンプ膜の導電層ｍに正又は負の何れかの電圧を選択的に独立に印加する（図１１のコントローラ２０２を介して）ことにより、図４Ａ及び図４Ｂに関連して前述した波状運動を生成することができる。電極xt、xb又は層ｍの何れかにおける残留電荷の可能性のある蓄積は、当該ポンプ膜の導電層ｍに印加される電圧の極性を定期的に反転することにより低減／除去することができると理解されるべきである。図１１及び図１２の例示的構成から、図１２に水平矢印により示されるように、流体（例えば、空気）の蠕動運動は最小数の（即ち、４対のみの）離隔された電極xt及びxbを使用することにより達成することができる。特化された電極形状（例えば、限定するものではないが、前述した１１４等の電極の誇張された“伸張された”バージョン）が用いられる事例においては、更に少ない数の対（例えば、１つ）を採用することもできるが、一般的に余り最適ではないであろう。

［0072］図１３及び図１４は、通路の上部及び底部における複数の電極の代わりにポンプ膜１２２の一部である複数の電極１２６を切り換えるように全体的に変更／適応化された図１１に関連して説明したものと同様の電気装置及び部品を使用する図１０に示されるような装置のための、本発明の例示的実施態様による例示的切換シーケンスを示す。

［0073］このように、本発明の例示的実施態様及び動作させる例示的方法を説明したので、本発明の例示的実施態様による製造方法の説明を次に記載する。本明細書において図２及び図３に関連して前述したチャンネル２４を備えるポンプ装置２０等のポンプ装置を用いる、マイクロ流体の範囲を遙かに超える流量を必要とする用途に対しては、多数の通路２４の組み合わせが必要とされるであろう（例えば、限定するものではないが、典型的なＣＰＡＰアプリケーションのためには、5,000通路のアレイを生成する２５０回積層された２０個の並列通路及び関連する部品で一般的に十分であろう）。このような組み合わせを製造するために使用する効率的な製造方法を実行するための装置３００が図１５に全体的に示されている。このような方法において、符号３０２により全体的に示される金属層及び／又は誘電体層が上に配置された構造用薄膜（図６〜図１０に関して前述したような）並びに符号３０４により全体的に示されたポンプ薄膜（これも図６〜図１０に関して前述したような該ポンプ薄膜の何らかの副部品を含む）の組み合わせが、拡張された最終的構造において構造用薄膜３０２及びポンプ薄膜３０４が接触して一緒に固定されることが望まれる位置（図６及び図１６の例示的構成においてＸで示される領域において概して示されるような）において接着剤を塗布しながら、割り出しドラム３０６に巻き付けられる。図１５に示されるレーザパターニング処理は、構造形成薄膜３０２の２つの面上の金属層のパターニングを可能にする。

［0074］構造用薄膜３０２及びポンプ薄膜３０４の積層された組み合わせを回転されるドラム３０６から切り放した後、該層状構造は力Ｓを印加することにより当該ポンプ装置の厚さ方向に引き伸ばすことができ（単一の通路構成に対する斯様な引き伸ばしを示す図１６の例示的構成に概して示されるように）、これにより、各通路の高さを概ねゼロから所定の値まで全体的に拡張し、かくして、集積されたポンプ膜を備えるハニカム構造を形成する。このような構成において、引き伸ばされる前記構造は、適切な一時的接着材料３１２（例えば、限定するものではないが、接着剤、熱接合等）を介して引き伸ばし装置３１０に一時的に接着することができる。

［0075］当該製造方法における他の重要なステップは、個々の通路からの全ての共通な電極及び／又は導電層を一緒に接続すると共に外界への電気的接続を行うことである。図１７〜図２０は、本発明の例示的実施態様による斯様な接続をどの様に達成することができるかの解決策を示す。最初に図１７を参照すると、通路４０２（３つのみが符号が付されている）の例示的アレイ４００の一部の端面図（即ち、当該通路を介して見た）が示されている。このような構成において、通路４０２の幾つかのポンプ膜（符号略）は、適切な接着材料により上側構造用薄膜又は下側構造用薄膜の何れかに所定のパターンで接合されている。ポンプ膜が接合されている通路は、該ポンプ膜が上側又は下側の何れかの構造用薄膜に接合される際に内部に露出される特定の導電性エレメント（例えば、金属層、電極層、ポンプ膜の導電層等）を有するように事前に設計される。４つの最上側のポンプ膜Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに対する接合領域が、Ｚに示されている。このような接合は、図１５及び図１６に関連して前述したような製造工程の間に実行される。

［0076］ポンプ膜が接合された後、図１８に示されるように斯かるポンプ膜が接合されている通路内に導電性インク４０４又は他の適切な導電性材料が選択的に配置される（例えば、限定するものではないが、毛細管手段により）。アレイ４００の層状構造の結果として、２０個の通路の列に対して必要とされる導体の全ては、僅かな斯様な充填された通路によりアドレス指定することができると理解されるべきである。

［0077］導電性インク４０４が選択された通路内に配置された後、剛性の垂直導体４０６が、垂直方向の積層における充填された通路の各々に適切な処理（例えば、限定するものではないが、半田付け）により電気的に接続され、かくして、当該アレイの各列における共通の電気的要素を電気的に相互接続すると共に、外界への更なる電気接続部ＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤの接続のための接続点を提供する。

［0078］要約すると、本発明の実施態様は流体（例えば、限定するものではないが、気体）の流れを生成するための装置であって、限定するものではないが、幅、高さ、長さ、電極の数及び特定の通路の電極幾何学構造のうちの１以上を変化させることにより所与の用途のために容易に寸法決めすることができる装置を提供すると理解されるべきである。加えて又は代わりに、装置に使用される通路の数を、特定のアプリケーションの要件を満たすために容易に変化させることができる。

［0079］本発明の実施態様は双方向に動作されるように構成することができるとも理解されるべきである。例えば、限定するものではないが、このようなフィーチャは、斯様な装置がフィルタを備えるマスクを介して呼吸（即ち、吸気／呼気）を支援するために使用される実施態様に利用することができる。また、流体の所望の流れを生成するためのポンプ装置として使用される代わりに、本発明の実施態様は真空を生成するために使用される（例えば、真空ポンプとして使用される）こともできると理解されるべきである。また、本発明の実施態様は非ポンプ的用途で使用することもできると理解されるべきである。例えば、限定するものではないが、本発明の実施態様は、装置の前記ポンプ膜又は複数の膜を関連する通路又は複数の通路を遮断する所定の波形に実効的に“固定（フリーズ）”させることにより、流体の流れを遮断するための弁として動作させるために採用することができる。このような方法は、光が通過する（例えば、ポンプ膜（又は複数のポンプ膜）を通路（又は複数の通路）の上部又は底部に当接させることにより）又は遮断される（例えば、ポンプ膜（又は複数のポンプ膜）を、通路（又は複数の通路）を遮断するよう配置させることにより）ことを可能にする光学装置と同様に使用することができる。

［0080］以上、本発明を、現在のところ最も実際的且つ好ましい実施態様と考えられるものに基づいて解説目的で詳細に説明したが、このような詳細は解説目的だけのものであり、本発明は開示された実施態様に限定されるものではなく、それとは逆に、添付請求項の趣旨及び範囲内に入る変更例及び等価な構成をカバーすることを意図するものであると理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な範囲において、如何なる実施態様の１以上のフィーチャも何れかの他の実施態様の１以上のフィーチャと組み合わせることができることを想定していると理解されるべきである。他の例として、本発明の実施態様における通路内又は複数の通路の間で使用される電極の数、大きさ、間隔、配置等の１以上は、本発明の範囲から逸脱せずに変化させることができると理解されるべきである。また、要素の１つの通路から他のものへの長さ方向の相対配置（即ち、流入口と流出口との間での配置）は、本発明の範囲から逸脱することなく変化させる（例えば、限定するものでないが、複数のポンプ膜においてオフセットした波形を生成するために）ことができると理解されるべきである。

［0081］尚、請求項において、括弧内の如何なる符号も当該請求項を限定するものとみなしてはならない。また、“有する”又は“含む”なる文言は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。また、幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これら手段の幾つかは１つの同一のハードウェア品目により具現化することができる。また、単数形の要素は、複数の斯様な要素の存在を排除するものではない。また、幾つかの手段を列挙する如何なる装置の請求項においても、これら手段の幾つかは１つの同一のハードウェア品目により具現化することができる。また、特定の要素が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら要素を組み合わせて使用することができないということを示すものではない。

Claims

気体の流れを生成する装置であって、
自身を介して画定される通路を有し、該通路が中心長軸に沿って流入口から流出口までの長さにわたり延在すると共に第１側部及び第２側部を有するフレームと、
前記通路内に配置され、前記通路の第１側部に該第１側部の中央線において結合される第１縁及び前記通路の第２側部に該第２側部の中央線において結合される前記第１縁とは反対側に配置される第２縁を有し、且つ、前記フレームを上側部分及び下側部分に区切る可撓性ポンプ膜と、
前記ポンプ膜の各部を前記フレームの前記上側部分又は前記下側部分の何れかに向かって、該ポンプ膜に波状運動を生じさせると共に前記通路の前記流出口から前記気体の流れを生じさせるように選択的に移動させる駆動システムと、
を有する、装置。
前記ポンプ膜は、該ポンプ膜に沿って前記第１縁と前記第２縁との間で測定される全幅を有し、
前記通路は前記第１側部の中央線と前記第２側部の中央線との間で測定される最大幅を有し、
前記ポンプ膜の前記全幅が前記通路の前記最大幅より大きい、
請求項１に記載の装置。
前記ポンプ膜が、前記通路の上側表面に沿って測定される実際の幅に概ね等しい、該膜に沿って前記第１縁と前記第２縁との間で測定される全幅を有する、請求項１に記載の装置。
前記通路が０.１〜０.５ミリメートルの範囲内の最大高を有する、請求項１に記載の装置。
前記駆動システムが、
前記上側部分内又は上に配置される或る数の上側電極と、
前記下側部分内又は上に配置される或る数の下側電極と、
前記ポンプ膜内又は上に配置される或る数の膜電極と、
を有する、請求項１に記載の装置。
前記或る数の上側電極が複数の上側電極を有し、
前記或る数の下側電極が複数の下側電極を有し、
前記或る数の膜電極が単一の膜電極を有する、
請求項５に記載の装置。
前記上側電極の各々及び前記下側電極の各々が、前記通路の前記中心長軸に対して概ね垂直に配置される、請求項６に記載の装置。
前記複数の上側電極及び前記複数の下側電極が、約１００〜２００μｍ離隔される、請求項６に記載の装置。
前記或る数の上側電極が単一の上側電極を有し、
前記或る数の下側電極が単一の下側電極を有し、
前記或る数の膜電極が複数の膜電極を有する、
請求項５に記載の装置。
前記上側電極の各々は、
中央部分と、
前記第１側部の前記中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、
前記中央部分と前記第２側部の前記中央線との間に延びる第２側部分と、
を有し、
前記下側電極の各々は、
中央部分と、
前記第１側部の前記中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、
前記中央部分と前記第２側部の前記中央線との間に延びる第２側部分と、
を有し、
前記上側及び前記下側電極の各々の前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、
前記上側及び前記下側電極の各々の前記第１側部分及び前記第２側部分が、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する、
請求項５に記載の装置。
前記膜電極の各々は、
中央部分と、
前記第１側部の前記中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、
前記中央部分と前記第２側部の前記中央線との間に延びる第２側部分と、
を有し、
前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、
前記第１側部分及び前記第２側部分が、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する、
請求項５に記載の装置。
前記通路が六角形断面形状を有する、請求項１に記載の装置。
気体の流れを生成する装置であって、
自身を介して画定される複数の通路を有し、各通路が、各々が対応する中心長軸に沿って流入口から流出口までの長さにわたり延在する第１側部及び該第１側部とは反対側に位置される第２側部を有するフレームと、
各通路が有する、対応する前記通路内に各々配置される可撓性ポンプ膜であって、対応する前記通路の前記第１側部に該第１側部の中央線において結合される第１縁及び対応する前記通路の前記第２側部に該第２側部の中央線において結合される前記第１縁とは反対側に配置される第２縁を有し、且つ、対応する前記通路の境界を上側部分及び下側部分に区切る可撓性ポンプ膜と、
前記各ポンプ膜の各部を前記各通路の前記上側部分又は前記下側部分の何れかに向かって、該各ポンプ膜に波状運動を生じさせると共に前記各通路の前記流出口から前記気体の流れの一部を生じさせるように選択的に吸引する駆動システムと、
を有する、装置。
前記各通路の前記ポンプ膜は、該膜に沿って前記第１縁と前記第２縁との間で測定される全幅を有し、
前記各通路は前記第１側部の中央線と前記第２側部の中央線との間で測定される最大幅を有し、
前記各ポンプ膜の前記全幅が前記通路の前記最大幅より大きい、
請求項１３に記載の装置。
前記駆動システムが、
前記各通路の前記上側部分内又は上に配置される或る数の上側電極と、
前記各通路の前記下側部分内又は上に配置される或る数の下側電極と、
前記各通路の前記ポンプ膜内又は上に配置される或る数の膜電極と、
を有する、請求項１３に記載の装置。
前記或る数の上側電極が複数の上側電極を有し、
前記或る数の下側電極が複数の下側電極を有し、
前記或る数の膜電極が単一の膜電極を有する、
請求項１５に記載の装置。
前記或る数の上側電極が単一の上側電極を有し、
前記或る数の下側電極が単一の下側電極を有し、
前記或る数の膜電極が複数の膜電極を有する、
請求項１５に記載の装置。
前記上側電極の各々は、
中央部分と、
前記第１側部の前記中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、
前記中央部分と前記第２側部の前記中央線との間に延びる第２側部分と、
を有し、
前記下側電極の各々は、
中央部分と、
前記第１側部の前記中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、
前記中央部分と前記第２側部の前記中央線との間に延びる第２側部分と、
を有し、
前記上側及び前記下側電極の各々の前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、
前記上側及び前記下側電極の各々の前記第１側部分及び前記第２側部分が、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する、
請求項１５に記載の装置。
前記膜電極の各々は、
中央部分と、
前記第１側部の前記中央線と前記中央部分との間に延びる第１側部分と、
前記中央部分と前記第２側部の前記中央線との間に延びる第２側部分と、
を有し、
前記中央部分は、前記中心長軸に対し平行に測定される第１幅を有し、
前記第１側部分及び前記第２側部分が、前記第１幅より小さい前記中心長軸に対し平行に測定される第２幅を有する、
請求項１５に記載の装置。
気体の流れを生成するシステムであって、
請求項５に記載の装置と、
前記電極の各々に電気的に選択的に接続される電圧源と、
前記電圧源と前記電極の各々との間の前記電気的接続を選択的に制御する制御システムと、
を有する、システム。
請求項１３に記載の装置を製造する方法であって、
上面及び該上面とは反対側に位置される底面を有する、第１の概ね剛性の材料の層を設けるステップと、
幅、長さ、上面及び該上面とは反対側に位置する底面を有する、概ね可撓性の材料の層を設けるステップと、
上面及び底面を有する、第２の概ね剛性の材料の層を設けるステップと、
前記概ね可撓性の層の前記底面の選択された部分を、前記第１の層の前記上面の対応する選択された部分に結合するステップと、
前記概ね可撓性の層の前記上面の選択された部分を、前記第２の層の前記底面の対応する選択された部分に結合するステップであって、前記可撓性の層の前記上面の選択された部分が前記可撓性の層の前記底面の選択された部分の概ね反対側に位置するステップと、
前記第１の層の前記底面及び前記第２の層の前記上面の他の選択された部分の一方又は両方に力を印加して、前記第１の層と前記第２の層との間の距離を増加させ、これにより、前記複数の通路を形成するステップと、
を有する、方法。
幅、長さ、上面及び該上面とは反対側に位置する底面を有する、第２の概ね可撓性の材料の層を設けるステップと、
上面及び底面を有する、第３の概ね剛性の材料の層を設けるステップと、
前記力を印加するステップに先行する、
前記第２の概ね可撓性の層の前記底面の選択された部分を、前記第２の層の前記上面の対応する選択された部分に結合するステップであって、前記第２の層の前記上面の前記対応する部分が前記第２の層の前記底面の前記対応する部分の概ね反対側に位置するステップと、
前記第２の概ね可撓性の層の前記上面の選択された部分を、前記第３の層の前記底面の対応する選択された部分に結合するステップであって、前記第２の可撓性の層の前記上面の前記選択された部分が前記第２の可撓性の層の前記底面の前記選択された部分の概ね反対側に位置するステップと、
を更に有し。
前記第１の層の前記底面及び前記第２の層の前記上面の他の選択された部分の一方又は両方に力を印加するステップが、前記第１の層の前記底面及び前記第３の層の前記上面の他の選択された部分の一方又は両方に力を印加して、前記第１の層と前記第２の層との間の距離及び前記第２の層と前記第３の層との間の他の距離を増加させ、これにより、前記複数の通路を形成するステップを有する、
請求項２１に記載の方法。
前記複数の通路のうちの或る数を導電性材料で概ね充填するステップと、
前記導電性材料に剛性導体を電気的に接続するステップと、
を更に有する、請求項２２に記載の方法。