[發明專利]具有在集電極前緣的調整電場結構的電動流體流體推進器

無效

• 申請號: 201110462153.4
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102744149A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: N·朱厄爾-拉森
• 申請（專利權）人: 德塞拉股份有限公司
• 主分類號: B03C3/40
• 分類號: B03C3/40;B03C3/45;B03C3/43
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 邢德杰

相關申請的交叉參考

本申請是2011年5月11日提交的第13/105,343號美國專利申請的部分繼續申請，該部分繼續申請要求在2011年4月22日提交的第61/478,312號美國專利臨時申請的優先權。本申請還要求2011年7月22日提交的第61/510,596號美國專利臨時申請的優先權。上述申請的全部納入此處作為參考。

技術領域

本申請涉及產生離子和電場以推動產生流體流動(如空氣流動)的裝置，更具體地，涉及具有小形狀因子的電動流體(EHD)空氣推進器，其適于作為熱量管理方案的一部分進行散熱。

背景技術

使用流體的離子運動的原理構造的裝置在文獻中具有不同的稱謂：離子風機、電風機、電暈風泵、電-流體-力學(EFD)裝置、電動流體(EHD)推進器和EHD氣泵。該技術的某些方面也已被開發用于稱為靜電空氣清潔器或靜電除塵器的裝置中。

當作為熱量管理解決方案的一部分使用時，離子流體推進器可提高冷卻效率，降低振動、減少能耗、減低電子設備溫度和/或噪音的發生。這些特性可以減少整個使用期費用、設備尺寸或體積，以及在某些情況下，可以改善系統性能或用戶的使用感受。

由于電子設備的設計者趨向于越來越小的形狀因子，例如通過蘋果公司售賣iPhone^TM和iPad^TM而普及化的超薄式手持式裝置，因此，部件和子系統的封裝密度造成在熱量管理方面的極大挑戰。在某些情況下，可能需要主動散熱策略以便將廢熱排放到周圍環境。在某些情況下，可以無需越過通風邊界的物質傳遞，但是，可能需要或要求在設備內進行傳熱來減少熱點。

離子流體推進器給出了具吸引力的熱量管理解決方案的技術部件。所希望的解決方案在于允許離子流體推進器整合在薄的和/或密集式封裝的電子設備中，通常要整合在提供小至2-3mm間隙的處于臨界尺寸的體積中。具體地說，所希望的解決方案在于允許密集封裝緊靠電子組件的、高電壓的、產生離子流的EHD部件，有利于對電場和離子流進行調整。

發明內容

已經發現，具有小形狀因子的離子流流體推進器在與發射極電極相鄰、但位于一個集電極電極或多個集電極電極上游的流動通道內提供了靜電操作表面，所述流體推進器可以對操作電場進行調整并影響離子流，使得下游流動加強而上游離子的遷移減至最小。在某些情況下，沿流動通道且靠近發射極電極的電介質表面(或者甚至是電氣隔離的導電表面)可以被配置用于收集和保留初始產生的離子群并在以后靜電排斥其它離子。根據這種電介質表面或電氣隔離的導電表面的配置，這些排斥靜電力可以阻止離子遷移或流動到鄰近的敏感元件，和/或可以調整電場以增強離子在所需的下游方向上流動。

不幸的是，在下游的集電極電極和這種電介質或電氣隔離的導電表面之間保持明顯的隔開距離是困難的(事實上，在小形狀因子的設計中是不希望的)。因此，當積累的電荷需要接地(或接到其它電位)的電氣吸引路徑時，靜電放電或電弧構成一個問題。一般情況下，靜電放電或電弧在電動流體裝置中是不希望有的，這是因為它往往產生臭氧，在某些情況下可以在電極表面上形成凹點或將其損壞，而所述電極表面應當優選地呈現光滑的表面輪廓和基本上一致的電勢。靜電放電或電弧還可能損害涂層或表面處理，提供所述涂層或表面處理是限制有害材料(硅膠、灰塵等)在集電極電極上積累，以提高集電極電極耐受摩擦清潔和/或管理集電極電極表面的電導率或其它電氣特性。在某些情況下，放電或電弧可以引起不希望有的聲能量。

因此，已經開發了對靠近集電極電極的前緣(上游)的電場進行調整的技術，從而避免或至少限制在這種集電極電極與緊鄰的一部分電介質表面或電氣隔離的導電表面之間的靜電放電或電弧，而所述電介質表面或電氣隔離的導電表面在電動流體(EHD)流體推進器的工作過程中會積累電荷。在某些情況下，這些技術涉及與集電極電極緊鄰的靜電操作表面或離子流撞擊的其它表面的結構特征。在某些情況下，這些技術涉及與集電極電極緊鄰的靜電操作表面的材料特性，所述靜電操作表面過渡到一種導電的、但對電流基本上具有電阻性的材料組分。