[实用新型]电动流体流体推进器装置

说明书

相关申请的交叉参考 

本申请是2011年5月11日提交的第13/105,343号美国专利申请的部分继续申请，该部分继续申请要求在2011年4月22日提交的第61/478,312号美国专利临时申请的优先权。本申请还要求2011年7月22日提交的第61/510,596号美国专利临时申请的优先权。上述申请的全部纳入此处作为参考。 

技术领域

本申请涉及产生离子和电场以推动产生流体流动(如空气流动)的装置，更具体地，涉及具有小形状因子的电动流体(EHD)空气推进器，其适于作为热量管理方案的一部分进行散热。 

背景技术

使用流体的离子运动的原理构造的装置在文献中具有不同的称谓：离子风机、电风机、电晕风泵、电-流体-力学(EFD)装置、电动流体(EHD)推进器和EHD气泵。该技术的某些方面也已被开发用于称为静电空气清洁器或静电除尘器的装置中。 

当作为热量管理解决方案的一部分使用时，离子流体推进器可提高冷却效率，降低振动、减少能耗、减低电子设备温度和/或噪音的发生。这些特性可以减少整个使用期费用、设备尺寸或体积，以及在某些情况下，可以改善系统性能或用户的使用感受。 

由于电子设备的设计者趋向于越来越小的形状因子，例如通过苹果公司售卖iPhone^TM和iPad^TM而普及化的超薄式手持式装置，因此，部件和子系统的封装密度造成在热量管理方面的极大挑战。在某些情况下，可能需要主动散热策略以便将废热排放到周围环境。在某些情况下，可以无需越过通风边界的物质传递，但是，可能需要或要求在设备内进行传热来减少热点。 

离子流体推进器给出了具吸引力的热量管理解决方案的技术部件。所希望的解决方案在于允许离子流体推进器整合在薄的和/或密集式封装的电子设备中，通常要整合在提供小至2-3mm间隙的处于临界尺寸的体积中。具体地说，所希望的解决方 案在于允许密集封装紧靠电子组件的、高电压的、产生离子流的EHD部件，有利于对电场和离子流进行调整。 

实用新型内容

已经发现，具有小形状因子的离子流流体推进器在与发射极电极相邻、但位于一个集电极电极或多个集电极电极上游的流动通道内提供了静电操作表面，所述流体推进器可以对操作电场进行调整并影响离子流，使得下游流动加强而上游离子的迁移减至最小。在某些情况下，沿流动通道且靠近发射极电极的电介质表面(或者甚至是电气隔离的导电表面)可以被配置用于收集和保留初始产生的离子群并在以后静电排斥其它离子。根据这种电介质表面或电气隔离的导电表面的配置，这些排斥静电力可以阻止离子迁移或流动到邻近的敏感元件，和/或可以调整电场以增强离子在所需的下游方向上流动。 

不幸的是，在下游的集电极电极和这种电介质或电气隔离的导电表面之间保持明显的隔开距离是困难的(事实上，在小形状因子的设计中是不希望的)。因此，当积累的电荷需要接地(或接到其它电位)的电气吸引路径时，静电放电或电弧构成一个问题。一般情况下，静电放电或电弧在电动流体装置中是不希望有的，这是因为它往往产生臭氧，在某些情况下可以在电极表面上形成凹点或将其损坏，而所述电极表面应当优选地呈现光滑的表面轮廓和基本上一致的电势。静电放电或电弧还可能损害涂层或表面处理，提供所述涂层或表面处理是限制有害材料(硅胶、灰尘等)在集电极电极上积累，以提高集电极电极耐受摩擦清洁和/或管理集电极电极表面的电导率或其它电气特性。在某些情况下，放电或电弧可以引起不希望有的声能量。 

因此，已经开发了对靠近集电极电极的前缘(上游)的电场进行调整的技术，从而避免或至少限制在这种集电极电极与紧邻的一部分电介质表面或电气隔离的导电表面之间的静电放电或电弧，而所述电介质表面或电气隔离的导电表面在电动流体(EHD)流体推进器的工作过程中会积累电荷。在某些情况下，这些技术涉及与集电极电极紧邻的静电操作表面或离子流撞击的其它表面的结构特征。在某些情况下，这些技术涉及与集电极电极紧邻的静电操作表面的材料特性，所述静电操作表面过渡到一种导电的、但对电流基本上具有电阻性的材料组分。