專利名稱：具有在集電極前緣的調(diào)整電場結(jié)構(gòu)的電動(dòng)流體流體推進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及產(chǎn)生離子和電場以推動(dòng)產(chǎn)生流體流動(dòng)(如空氣流動(dòng))的裝置，更具體地，涉及具有小形狀因子的電動(dòng)流體(EHD)空氣推進(jìn)器，其適于作為熱量管理方案的一部分進(jìn)行散熱。
背景技術(shù)：
使用流體的離子運(yùn)動(dòng)的原理構(gòu)造的裝置在文獻(xiàn)中具有不同的稱謂離子風(fēng)機(jī)、電風(fēng)機(jī)、電暈風(fēng)泵、電-流體-力學(xué)(EFD)裝置、電動(dòng)流體(EHD)推進(jìn)器和EHD氣泵。該技術(shù)的某些方面也已被開發(fā)用于稱為靜電空氣清潔器或靜電除塵器的裝置中。當(dāng)作為熱量管理解決方案的一部分使用時(shí)，離子流體推進(jìn)器可提高冷卻效率，降低振動(dòng)、減少能耗、減低電子設(shè)備溫度和/或噪音的發(fā)生。這些特性可以減少整個(gè)使用期費(fèi)用、設(shè)備尺寸或體積，以及在某些情況下，可以改善系統(tǒng)性能或用戶的使用感受。由于電子設(shè)備的設(shè)計(jì)者趨向于越來越小的形狀因子，例如通過蘋果公司售賣iPhone 和iPad 而普及化的超薄式手持式裝置，因此，部件和子系統(tǒng)的封裝密度造成在熱量管理方面的極大挑戰(zhàn)。在某些情況下，可能需要主動(dòng)散熱策略以便將廢熱排放到周圍環(huán)境。在某些情況下，可以無需越過通風(fēng)邊界的物質(zhì)傳遞，但是，可能需要或要求在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行傳熱來減少熱點(diǎn)。離子流體推進(jìn)器給出了具吸引力的熱量管理解決方案的技木部件。所希望的解決方案在于允許離子流體推進(jìn)器整合在薄的和/或密集式封裝的電子設(shè)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(chǎn)生離子流的EHD部件，有利于對電場和離子流進(jìn)行調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有小形狀因子的離子流流體推進(jìn)器在與發(fā)射極電極相鄰、但位于ー個(gè)集電極電極或多個(gè)集電極電極上游的流動(dòng)通道內(nèi)提供了靜電操作表面，所述流體推進(jìn)器可以對操作電場進(jìn)行調(diào)整并影響離子流，使得下游流動(dòng)加強(qiáng)而上游離子的遷移減至最小。在某些情況下，沿流動(dòng)通道且靠近發(fā)射極電極的電介質(zhì)表面(或者甚至是電氣隔離的導(dǎo)電表面)可以被配置用于收集和保留初始產(chǎn)生的離子群并在以后靜電排斥其它離子。根據(jù)這種電介質(zhì)表面或電氣隔離的導(dǎo)電表面的配置，這些排斥靜電カ可以阻止離子遷移或流動(dòng)到鄰近的敏感元件，和/或可以調(diào)整電場以增強(qiáng)離子在所需的下游方向上流動(dòng)。不幸的是，在下游的集電極電極和這種電介質(zhì)或電氣隔離的導(dǎo)電表面之間保持明顯的隔開距離是困難的(事實(shí)上，在小形狀因子的設(shè)計(jì)中是不希望的)。因此，當(dāng)積累的電荷需要接地(或接到其它電位)的電氣吸引路徑時(shí)，靜電放電或電弧構(gòu)成ー個(gè)問題。一般情況下，靜電放電或電弧在電動(dòng)流體裝置中是不希望有的，這是因?yàn)樗a(chǎn)生臭氧，在某些情況下可以在電極表面上形成凹點(diǎn)或?qū)⑵鋼p壞，而所述電極表面應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地呈現(xiàn)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(dǎo)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(jīng)開發(fā)了對靠近集電極電極的前緣(上游)的電場進(jìn)行調(diào)整的技術(shù)，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(zhì)表面或電氣隔離的導(dǎo)電表面之間的靜電放電或電弧，而所述電介質(zhì)表面或電氣隔離的導(dǎo)電表面在電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器的工作過程中會(huì)積累電荷。在某些情況下，這些技術(shù)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(jié)構(gòu)特征。在某些情況下，這些技術(shù)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(dǎo)電的、但對電流基本上具有電阻性的材料組分。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器裝置能夠獲得能量從而產(chǎn)生流體流，該裝置包括細(xì)長的發(fā)射極電極和ー對集電極電扱。所述細(xì)長的發(fā)射極電極定位在由大致上相対的表面至少部分地限定的通道內(nèi)，所述大致上相対的表面至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且基本上向其上游延伸。每個(gè)集電極電極至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且具有相對于流體流的前緣。所述前緣位于所述發(fā)射極電極的下游但分別靠近所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面。所述大致上相対的表面中的姆個(gè)表面由適于在其大部分上積累從發(fā)射極電極傳送來的靜電電荷的材料形成，且姆個(gè)表面包括靠近相應(yīng)的集電極電極的前緣的調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述ー對集電極電極中的每ー個(gè)集電極電極被定位為靠著所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面且與之接觸，所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括溝槽，所述溝槽的形成位置為所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面上與相應(yīng)的集電極電極的前緣重合的位置，所述溝槽在所述前緣和所述大致上相対的表面的材料之間限定空氣間隙。在某些情況下，所述ー對集電極電極中的每ー個(gè)具有細(xì)長的形狀，沿著所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面向下游延伸。在某些情況下，所述大致上相対的表面中每ー個(gè)表面由電介質(zhì)材料形成。在某些情況下，所述大致上相対的表面中每ー個(gè)表面面對ー個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料段，所述ー個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料段相互電氣隔離以及與用于傳送信號或電源的傳導(dǎo)路徑和地電氣隔離。在某些情況下，所述大致上相対的表面中每ー個(gè)表面面對電介質(zhì)帶或膜。在一些實(shí)施例中，所述裝置還包括ー個(gè)或多個(gè)坡臺(tái)，每個(gè)坡臺(tái)的形成位置是在所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面中或在所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面上緊挨相應(yīng)的集電極電極的前緣上游處。在一些實(shí)施例中，所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括坡臺(tái)，所述坡臺(tái)的形成位置是在所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面上緊挨相應(yīng)的集電極電極的前緣上游處，所述坡臺(tái)基本上沿所述前緣的全部延伸。在某些情況下，所述坡臺(tái)伸入所述通道，并有利于局部的電荷積累，在EHD流體推進(jìn)器的工作過程中，所述局部的電荷積累將離子流分流到一部分所述大致上相対的表面，所述一部分表面最接近相應(yīng)的集電極電極前緣。在某些情況下，所述坡臺(tái)由電介質(zhì)材料或電氣隔離的導(dǎo)電材料形成，或者面對電介質(zhì)材料或電氣隔離的導(dǎo)電材料，其中所述電氣隔離的導(dǎo)電材料與用于傳送信號或電源的傳導(dǎo)路徑和地電氣隔離。在一些實(shí)施例中，所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括溝槽，所述溝槽的形成位置是在所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面中與相應(yīng)的集電極電極的前緣重合的位置，所述溝槽沿著所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面向上游延伸到至少與所述細(xì)長的發(fā)射極電極ー樣遠(yuǎn)。在一些實(shí)施例中，額外的集電極電極被定位為與所述ー對集電極電極一起限定電極陣列，所述陣列基本上延伸跨過所述大致上相対的兩個(gè)表面表面限定的所述通道。在某些情況下，所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括在所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面中形成的溝槽，所述溝槽在所述ー對集電極電極中特定集電極電極與所述大致上相対的表面中鄰近的一個(gè)相應(yīng)表面之間形成了空氣間隙。在某些情況下，所述限定的陣列是基本上線性的陣 列。在某些情況下，所述限定的陣列對來自所述細(xì)長的發(fā)射極電極的離子流呈現(xiàn)基本上凹陷的輪廓。在一些實(shí)施例中，所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括材料過渡部分，其中緊靠相應(yīng)的集電極電極前緣的材料是導(dǎo)電的，但對于電流基本上具有電阻性。在某些情況下，所述集電極電極和所述基本上電阻性的材料過渡部分耦接到相同的或基本上等同的電源電壓端子，且沿著由所述基本上電阻性的材料過渡部分到所述相同的或基本上相似的電源電壓端子形成的路徑的電阻大大超過從集電極電極到所述電源電壓端子的電阻。在某些情況下，所述材料過渡部分的電氣特性隨所述流體流的尺寸而改變。在某些情況下，所述材料過渡部分在靠近相應(yīng)的集電極電極的前緣處呈現(xiàn)的導(dǎo)電路徑基本上具有較小的電阻，而在距離相應(yīng)的集電極電極的前緣的上游較遠(yuǎn)處呈現(xiàn)的導(dǎo)電路徑基本上具有較大的電阻。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，ー種操作電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器裝置的方法包括使細(xì)長的發(fā)射極電極獲得能量從而產(chǎn)生流體流，所述細(xì)長的發(fā)射極電極定位在通道內(nèi)一對集電極電極的上游，所述通道由大致上相対的表面至少部分地限定，所述大致上相對的表面至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且至少從其上游的集電極電極延伸經(jīng)過所述細(xì)長的發(fā)射極電極。該方法還包括在所述大致上相対的表面的大部分上積累從發(fā)射極電極傳送來的靜電電荷；和使用至少一部分所積累的靜電電荷對靠近相應(yīng)的集電極電極前緣的電場進(jìn)行調(diào)整。在一些實(shí)施例中，上述方法進(jìn)ー步包括在相應(yīng)的ー個(gè)相對表面中形成的坡臺(tái)處積累局部濃度的靜電電荷。所述電場調(diào)整使離子流轉(zhuǎn)向離開相應(yīng)的一個(gè)相對表面的一部分，該相應(yīng)的表面最接近所述ー對集電極電極中相應(yīng)的集電極電扱。在一些實(shí)施例中，上述方法進(jìn)ー步包括將所述細(xì)長的發(fā)射極電極線的離子流分布在包括所述ー對集電極電極的集電極電極陣列上，所述集電極電極陣列被定位為基本上延伸跨過所述大致上相対的兩個(gè)表面限定的所述通道。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，涉及ー種制造電子裝置產(chǎn)品的方法，所述電子裝置產(chǎn)品包括電動(dòng)流體(EHD)空氣推進(jìn)器以產(chǎn)生流過其中的空氣流，該方法包括形成大致上相對的表面，所述表面由適于在其大部分上積累從細(xì)長的發(fā)射極電極傳送來的靜電電荷的材料形成；將所述發(fā)射極電極定位在由所述大致上相対的表面至少部分地限定的通道內(nèi)，所述大致上相対的表面至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且基本上向其上游延伸。所述方法還包括定位ー對集電極電極，其中每個(gè)集電極電極至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且具有相對于流體流的前緣，所述前緣位于所述發(fā)射極電極的下游但分別靠近所述大致上相対的表面中相應(yīng)的ー個(gè)表面。所述大致上相対的表面中的每個(gè)表面包括在其中或其上形成的靠近相應(yīng)的集電極電極的前緣的調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。在某些情況下，所述適于積累靜電電荷的材料是電介質(zhì)材料，且所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)由所述電介質(zhì)材料形成。在一些實(shí)施例中，上述方法包括使所述大致上相対的表面面對ー個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料段，所述導(dǎo)電材料端相互電氣隔離以及與用于傳送信號或電源的導(dǎo)電路徑和地電氣隔離。在一些實(shí)施例中，上述方法包括使所述大致上相對的表面面對電介質(zhì)膜或帶。在某些情況下，所述形成步驟包括在所述大致上相対的表面中或在所述大致上相 對的表面上形成坡臺(tái)型調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。在某些情況下，所述形成步驟包括在所述大致上相対的表面中或在所述大致上相対的表面上形成溝槽型調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。參照此處的描述、附圖和附上的權(quán)利要求，能更好地理解這些和其它實(shí)施方案。


通過參照附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可更好地理解本發(fā)明及其眾多的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。圖I是在電暈放電型裝置中電動(dòng)流體(EHD)流體流的某些基本原理的示意圖。圖2是示范性EHD流體推進(jìn)器的電極幾何結(jié)構(gòu)。圖3表示一個(gè)示范性電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器的配置，其中發(fā)射極電極和集電極電極獲得能量從而推動(dòng)產(chǎn)生流體流，并且在通道壁電介質(zhì)材料中形成了溝槽，用于減少電弧靜電放電。圖4表示圖3所示的EHD流體推進(jìn)器配置的ー個(gè)變型，其中沿著通道壁電介質(zhì)材料中形成的狹窄坡臺(tái)的電荷積累提供了場調(diào)整并有助于減少電弧靜電放電。圖5表示圖3所示的EHD流體推進(jìn)器配置的另ー個(gè)變型，其中在通道壁電介質(zhì)材料中既形成淺溝槽又形成狹窄坡臺(tái)。圖6表示一個(gè)示范性電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器的配置，其中沿通道壁電介質(zhì)材料的電荷積累可以調(diào)整電場，且提供了材料過渡部分，該材料過渡部分是ー種從電介質(zhì)到導(dǎo)電的但具有電阻性的材料，有利于排出緊鄰集電極電極的前緣所積累的電荷。圖7表示另ー個(gè)示范性電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器的配置，其中在通道壁電介質(zhì)材料中形成的淺溝槽從集電極電極的前表面朝向發(fā)射極電極延伸且略微超過發(fā)射極電極的上游。圖8表示又一個(gè)示范性電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器的配置，其中發(fā)射極電極和集電極電極獲得能量從而推動(dòng)產(chǎn)生流體流。提供了線型集電極電極，與上述配置一祥，在通道壁電介質(zhì)材料中形成了淺溝槽，用于減少電弧靜電放電。圖9表示圖8所示的EHD流體推進(jìn)器配置的ー個(gè)變型，其中在通道壁電介質(zhì)材料中既形成淺溝槽又形成狹窄坡臺(tái)，沿著狹窄坡臺(tái)的電荷積累對電場進(jìn)行調(diào)整，有助于減少電弧靜電放電。圖10表示圖8所示的EHD流體推進(jìn)器配置的另ー個(gè)變型，其中在通道壁電介質(zhì)材料中形成的淺溝槽從集電極電極朝向發(fā)射極電極延伸且略微超過發(fā)射極電極的上游。圖11表示圖8所示的EHD流體推進(jìn)器配置的再ー個(gè)變型，其中在通道壁電介質(zhì)材料中形成的最緊靠發(fā)射極電極和集電極電極的淺溝槽被狹窄的中間坡臺(tái)截?cái)?，所述中間坡臺(tái)提供了進(jìn)ー步的調(diào)整電場并有助于進(jìn)ー步減少電弧靜電放電。圖12表示圖11所示的EHD流體推進(jìn)器配置的進(jìn)ー步變型，其中線型集電極電極排成陣列，對離子收集呈現(xiàn)ー組基本上凹陷的表面。圖13A是ー個(gè)示范性膝上型消費(fèi)電子裝置的透視圖，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，EHD流體推進(jìn)器容納在總裝置厚度d通常小于約10毫米的裝置之內(nèi)。 圖13B和13C表示基本上與圖13A相對應(yīng)的示范性EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)的靜電操作表面的剖視圖。圖13B表示示范性部分內(nèi)部剖視圖，其中與圖3所示類似的EHD空氣推進(jìn)器被整合在膝上型消費(fèi)電子裝置的主體部分內(nèi)。圖13C表示所述裝置配置的另ー個(gè)示范性剖視圖，其中與圖11所示類似的EHD空氣推進(jìn)器是裝置堆棧(stack)的一部分，包括電路板型電子組件。圖14A和14B分別表示示范性平板顯示型消費(fèi)電子裝置的側(cè)向側(cè)視圖和透視圖，其中EHD流體推進(jìn)器容納在總裝置厚度d通常小于約10毫米的裝置之內(nèi)。圖15A是一個(gè)內(nèi)部視圖(基本上與圖14A和14B的平板顯不裝置相對應(yīng))，表不各組件和通風(fēng)氣流之間的位置關(guān)系。圖15B和15C表示平板顯示裝置的示范性剖視圖，分別示出按照圖3和11所示的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)，每個(gè)EHD空氣推進(jìn)器均整合在平板顯示器型消費(fèi)電子裝置內(nèi)。 在不同附圖中所用的相同參考符號表示相類似或相同的部件。
具體實(shí)施例方式正如將會(huì)理解的那樣，本文所述的許多設(shè)計(jì)和技術(shù)特別適用于密集封裝式裝置和現(xiàn)代消費(fèi)性電子產(chǎn)品典型的小形狀因素的熱量管理挑戰(zhàn)。事實(shí)上，本文所述的若干EHD流體/空氣推進(jìn)器的設(shè)計(jì)和技術(shù)有助于電子裝置中的主動(dòng)式熱量管理，其中所述電子裝置的厚度或エ業(yè)設(shè)計(jì)排除或限制了諸如風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等等的機(jī)械式空氣推進(jìn)器的可行性。在一些實(shí)施例中，所述EHD流體/空氣推進(jìn)器可以完全整合在操作系統(tǒng)中，諸如墊型或便攜式計(jì)算機(jī)、投影機(jī)或視頻顯示裝置、機(jī)頂盒等等。在其它的實(shí)施例中，所述EHD流體/空氣推進(jìn)器可以采用子配件或外殼的形式，其適于為所述系統(tǒng)提供EHD推動(dòng)流。在一般情況下，可以為靜電操作表面設(shè)想各種不同的尺寸、幾何形狀和其它設(shè)計(jì)的變型，所述靜電操作表面限定調(diào)整電場部分，或者在功能上構(gòu)成集電極，以及限定在所述靜電操作表面和給定EHD裝置的發(fā)射極和/或集電極之間的各種位置相互關(guān)系。為了說明起見，本文專注于若干示范性實(shí)施例和若干表面輪廓和與其它組件的位置相互關(guān)系。例如，在本文的大量敘述中，大致平的集電極電極被形成為各個(gè)平行表面或者在各個(gè)平行表面上形成，所述平行表面限定了流體流動(dòng)通道的相対的壁且位于電暈放電型發(fā)射極線附近，所述發(fā)射線移離相應(yīng)的集電極的前緣部分(上游)。盡管如此，其它實(shí)施例可以采用其它配置或其它離子生成技術(shù)，在本文提供的敘述范圍內(nèi)仍可以被理解。在本申請中，本文所示和所述的實(shí)施例的若干方面可稱為電動(dòng)流體流體加速器裝置，也可稱為“EHD裝置”、“EHD流體加速器”、“EHD流體推進(jìn)器”等等。為了說明的目的，一些實(shí)施例會(huì)相對于特定的EHD裝置結(jié)構(gòu)來敘述，其中在發(fā)射極處或靠近發(fā)射極的電暈放電產(chǎn)生離子，所述離子在有電場的情況下被加速，從而推動(dòng)流體流動(dòng)。雖然電暈放電型裝置提供有用的敘述內(nèi)容，但可以理解(基于本說明書)，還可以采用其它的離子生成技木。例如，在一些實(shí)施方案中，諸如無聲放電、交流放電、電介質(zhì)勢壘放電(DBD)等等的技術(shù)，可用于產(chǎn)生離子，所述離子依次在有電場的情況下被加速以及推動(dòng)流體流。使用熱傳遞表面(其在一些實(shí)施例中采用散熱片的形式)，由電子裝置(例如微處理器、制圖單元等等)和/或其它組件散發(fā)的熱可以傳到EHD推動(dòng)的流體流，并通過通風(fēng)邊界從外殼排出。通常，當(dāng)熱量管理系統(tǒng)整合入工作環(huán)境時(shí)，可設(shè)置導(dǎo)熱路徑(通常實(shí)現(xiàn)為熱管或使用其它技術(shù))，將熱量從散發(fā)(或產(chǎn)生)之處轉(zhuǎn)移到在所述外殼內(nèi)的ー個(gè)位置(或多個(gè)位置)，其中的由ー個(gè)EHD裝置(或多個(gè)EHD裝置)推動(dòng)的氣流會(huì)流過熱傳遞表面。 為了說明，會(huì)相對于不同的示范性實(shí)施例描述散熱片。然而，根據(jù)本說明書可以理解，在一些實(shí)施例中，無需設(shè)置傳統(tǒng)的散熱片陣列，EHD推動(dòng)的流體可在暴露的內(nèi)表面上流動(dòng)，不論是否靠近或遠(yuǎn)離熱量產(chǎn)生裝置(諸如處理器、存儲(chǔ)器、RF部分、光電子或照明源)，都可以提供足夠的熱量傳遞。在每種情況下，在熱傳遞表面上提供對臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的表面/材料是可取的。通常，熱傳遞表面、調(diào)整電場表面和集電極的主要離子收集表面表現(xiàn)出不同的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，相對于ー些實(shí)施例，它們可使用不同結(jié)構(gòu)或通過不同的表面處理來提供。然而，在一些實(shí)施例中，單ー結(jié)構(gòu)既可用靜電工作(例如調(diào)整電場或收集離子)，又可以將熱傳到EHD推動(dòng)的流體流。需要注意的是，在ー些不通風(fēng)的實(shí)施例中，EHD推動(dòng)流體流可在外殼之內(nèi)循環(huán)，藉此從外露的表面可放射性地或?qū)α鞯貍鳠岬街車h(huán)境。這樣，可以排除或至少可以減少在外殼的外表面上的熱點(diǎn)，即使在沒有大量氣流通過通風(fēng)邊界的情況下也如是。當(dāng)然，在ー些實(shí)施例中，使用EHD推動(dòng)流體流既可管理局部的熱點(diǎn)，又可藉由強(qiáng)制對流傳熱而將熱量排到會(huì)流過通風(fēng)邊界的氣流。一般的電流體動(dòng)カ(EHD)流體加速本領(lǐng)域很熟悉電動(dòng)流體(EHD)流體流的基本原理，在這方面，Jewell-Larsen等人的題 為 “Modeling of corona-induced electrofiydrodynamic flow withCOMSOLmultiphysics，，(在“Proceedings of the ESA Annual Meeting on Electrostatics2008”中)(以下簡稱“ Jewell-Larsen Modeling article”)的文章提供了有用的概述。同樣，Krichtafovitch 等人于 1999 年 10 月 14 提出的題為 “Electrostatic FluidAccelerator”的美國專利6，504, 308敘述了可用于若干EHD裝置的若干電極和高壓電源結(jié)構(gòu)。美國專利 6，504，308,連同 “ Jewell-Larsen Modeling article” 的章節(jié)“第 I 部分(導(dǎo)言)、第II部分(背景)和第III部分(數(shù)值建模)”在此納入作為參考，以便可參照它們所有的啟示。參照圖I所示，圖中簡要地描述了 EHD原理，包括在第一電極10 (常被稱為“電暈電扱”、“電暈放電電扱”、“發(fā)射極電極”或只是“發(fā)射扱”)和第二電極12之間施加高強(qiáng)度電場。在發(fā)射極放電區(qū)11附近的流體分子，例如周圍的空氣分子，在離子化后形成向第二電極12加速的離子16流14，并與中性流體分子17碰撞。在碰撞期間，動(dòng)量從離子16流14傳遞到中性流體分子17，導(dǎo)致流體分子17沿箭頭13所示的所希望的流體流動(dòng)方向朝第二電極12相應(yīng)地移動(dòng)。第二電極12有各種不同的稱謂，如“加速電扱”、“吸引電扱”、“目標(biāo)電極”或“集電扱”。雖然離子16流14被第二電極12吸引，通常被第二電極12中和，但是中性流體分子17仍繼續(xù)以一定的速度經(jīng)過第二電極12。由EHD原理產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)也有各種不同稱謂，如“電”、“電暈”或“離子”風(fēng)，被定義為由高壓放電電極10附近的離子運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的氣體運(yùn)動(dòng)。接著，圖2的剖視圖表示用于薄的形狀因子應(yīng)用的實(shí)際EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)，其按照EHD原理建立，從發(fā)射極電極91朝向集電極電極92的表面的離子流將動(dòng)量轉(zhuǎn)移到空氣分子。結(jié)果是下游方向產(chǎn)生凈流動(dòng)，以箭頭13表示。
本文所述的EHD流體推進(jìn)器設(shè)計(jì)一般包括單個(gè)細(xì)長的線型、電暈放電型發(fā)射極電極，雖然(或者更普遍地)也可以采用多個(gè)發(fā)射極電極和其它發(fā)射極的幾何結(jié)構(gòu)。在一般情況下，電暈放電型發(fā)射電極包括ー個(gè)部分(或多個(gè)部分)，其顯示出小的半徑曲率和可以采取線、桿、刃或點(diǎn)的形式。電暈放電電極還可有其它的形狀，例如，電暈放電電極可采用的形狀為刺鐵絲、寬金屬條以及具有尖利和薄部分的鋸齒形板或非鋸齒形板，在施加高電壓吋，所述尖利和薄部分有助于離子在具有小曲率半徑的電極部分上生成。一般情況下，電暈放電電極可用各種材料制作。例如，在一些實(shí)施方案中，電暈放電型發(fā)射極電極由具有銠(Rh)涂層的鍍鈀鎳(PdNi)的鎢(W)線形成。參見例如共同擁有的、待審批的美國專利申請No. 13/302,811號，2011年11月22日提交，名稱為“帶有分層截面的發(fā)射極線(EMITTER WIRE WITH LAYERED CROSS-SECTION) ”，發(fā)明人為高、厄爾-拉森和漢普斯頓(Humpston)，該專利申請?jiān)谶@里引入作為對合適的和示范性發(fā)射極線冶金技術(shù)的說明。在一些實(shí)施方案中，可以使用如在2003年12月2日提交的、題為“電暈放電電極及其 呆作刀法(Corona Discharge Electrode and Method of Operating the Sameノ，，且授予作為發(fā)明人的克里奇托夫維奇(Krichtafovitch)等人的美國專利US7157704中描述的組合物。在此結(jié)合美國專利7，157，704，目的僅限于作為敘述可用于若干電暈放電型實(shí)施例的一些發(fā)射極電極的材料。一般來說，高壓電源可在電暈放電極和集電極之間產(chǎn)生電場。此處所描述的EHD流體推進(jìn)器設(shè)計(jì)包括位于ー個(gè)或多個(gè)電暈放電電極下游的離子收集表面。通常，EHD流體推進(jìn)器部分的離子收集表面包括在所述電暈放電電極下游延伸的基本上平的集電極電極的表面。在追求最小化流動(dòng)通道高度的小形狀因子設(shè)計(jì)中，集電極電極表面可以被定位為抵靠所述流動(dòng)通道，或者可以部分地限定流動(dòng)通道的相対的壁。在某些情況下，集電極可以作為熱傳遞表面而具有雙功能。在某些情況下，可以提供可滲透流體的離子收集表面。在某些情況下，線型或桿型的集電極電極可以被引入流動(dòng)通道中，以取代或者另外附加到沿著通道壁緊靠的電極表面上。在一般情況下，集電極的表面可用任何合適的導(dǎo)電材料來制作，諸如鋁或銅。另夕卜，如Krichtafovitch的美國專利6，919，698所述的集電極(文中稱為“加速”電極)可用高電阻材料體制成，迅速傳導(dǎo)電暈電流，但其結(jié)果是沿著所述高電阻材料體的電流路徑的電壓下降，使得表面電勢下降，從而抑制或限制火花放電的發(fā)生。上述的較高電阻材料的例子包括碳填充塑料、硅、鎵神化鎵、磷化銦、氮化硼、碳化硅、硒化鎘。在此結(jié)合美國專利6，919，698，目的限于敘述可用于若干實(shí)施例的ー些集電極的材料。請注意，在本文所述的一些實(shí)施例中，可使用高電阻材料表面修整或涂層(與整體高電阻成對照)。在采用線型或桿型集電極電極的實(shí)施例中，多個(gè)平行的集電極電極表面可以做成金屬線，或由切割或蝕刻的金屬制成，或做成一些其它的方式。在某些情況下，甚至導(dǎo)電的電介質(zhì)也是可以接受的。通常，這種線型或桿型集電極電極的表面材料是導(dǎo)電的，但不需要是特別良好的導(dǎo)體。事實(shí)上，與上述引入的‘698專利的描述一致，集電極電極可以由具有相當(dāng)高電阻的材料制成或涂有相當(dāng)高電阻的材料。通常，集電極電極表面應(yīng)耐離子轟擊和臭氧。例如金(Au)和鉬(Pt)族金屬的貴重金屬表面一般是適合的，鎳和不銹鋼也適用。芯材料可以與表面相同，但也可以不同。每個(gè)線型或桿型收集極股線可以相當(dāng)粗(至少與發(fā)射極電極相比)，在50微米至200 微米之間，因此材料強(qiáng)度不會(huì)顯得很關(guān)鍵。在集電極電極的截面較小時(shí)，可以選擇鎢(W)、鈦(Ti)、鑰和/或它們的合金。至于其它的收集極幾何結(jié)構(gòu)，光滑的表面是可取的。在采用線型集電極電極(其具有精細(xì)的線型截面并對其采用摩擦接合的原位清洗/修整保護(hù))的實(shí)施方案中，較可取的是機(jī)械堅(jiān)固的機(jī)加工電極，該種電極具有高強(qiáng)度的電極芯材料(如鈦、鋼、鎢、鉭、鑰、鎳和含有這些金屬的合金)，在其上覆蓋ー或多層硬的和電化學(xué)堅(jiān)固的鈀(Pd)、其它鉬(Pt)族金屬、鈀鎳(PdNi)的層。在某些情況下，在集電極電極設(shè)計(jì)中也可以采用發(fā)射極電極材料和冶金(見上文)處理，以承受摩擦清洗/修整和/或抗電暈侵蝕。調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)圖3為示范性EHD流體推進(jìn)器的配置(帶有覆蓋在其上的示范性電源電路)，其中高壓電源190耦接在發(fā)射極電極191和集電極電極192之間以便產(chǎn)生電場，并在某些情況下產(chǎn)生離子，以便在大體下游方向上推動(dòng)流體流199。在圖中，發(fā)射極電極191耦接到電源190的正高壓端子(說明性的值為+3. 5KV，實(shí)際設(shè)計(jì)可選用任何電源、電壓、波形)，集電極電極192則耦合局部接地。電源190的相宜設(shè)計(jì)的敘述可參見先前結(jié)合的美國專利6，508，308。鑒于發(fā)射極191和集電極192的前沿表面之間包含相當(dāng)大的電壓差和很短的距離(也許Imm或以下)，所以產(chǎn)生了強(qiáng)電場，向流體中的正電荷離子(或粒子)施加了凈下游推動(dòng)力。場カ線(大體)示出合成電場的空間方面，而所示的場カ線的間距可表示電場強(qiáng)度。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解，可使用電暈放電原理于強(qiáng)電場中在極靠近所述電暈放電式發(fā)射極的表面處產(chǎn)生離子。因此，在根據(jù)圖3的電暈放電型實(shí)施例中，發(fā)射極191附近的流體分子(諸如周圍的空氣分子)被離子化，由此產(chǎn)生的正電荷離子會(huì)在電場中向著集電極192加速，在該過程中與中性流體分子碰撞。作為碰撞的結(jié)果，動(dòng)量從離子轉(zhuǎn)移到中性流體分子，導(dǎo)致流體分子沿凈下游方向相應(yīng)地移動(dòng)。帶正電的離子則被吸引到集電極192被中和，所述中和的流體分子以給定的速度通過集電極192 (如流體流199所示)。如前所述，通過電暈放電原理產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)有各種稱謂，如“電”風(fēng)、“電暈”風(fēng)或“離子”風(fēng)，大體被限定為從高壓放電電極附近的離子運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的氣體運(yùn)動(dòng)。盡管敘述的重點(diǎn)為電暈放電型發(fā)射極的配置，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白可以通過其它技術(shù)來產(chǎn)生離子,諸如無聲放電、交流放電、電介質(zhì)勢壘放電(DBD)等等，所述離子一旦產(chǎn)生之后，就如本文所述，可依次在有電場的情況下被加速，以便推動(dòng)流體流。為了避免疑惑，所有實(shí)施例中的發(fā)射極不一定是電暈放電型。同樣為了避免疑惑，相對于特定實(shí)施例敘述的電源電壓的大小、極性和波形(如果有的話)只純粹起說明作用，有可能不同于其它實(shí)施例。用在發(fā)射極電極191的附近和上游設(shè)置的若干表面來調(diào)整先前描述的電場和/或?yàn)橄蛏嫌我苿?dòng)的離子提供勢壘，可進(jìn)ー步理解本文所述的若干實(shí)施例。例如，相對于圖3所示，可設(shè)置電介質(zhì)表面193，其上易于積累正電荷(諸如從電暈放電式發(fā)射極191或其它地方產(chǎn)生的離子)。由于電介質(zhì)表面193不提供到接地的吸引路徑，所以易于積累凈正電荷，并在稍后起靜電作用而排斥相同的電荷。作 為結(jié)果，電介質(zhì)表面193通過靜電作用而形成離子向上游移動(dòng)的勢壘。上游的電介質(zhì)表面193傾向于靜電屏蔽任何其它的通往接地的吸引路徑，從而可主要在朝向集電極192的下游方向上調(diào)整前述的電場。為了提高性能和減少在相應(yīng)的電介質(zhì)表面193上所積累的電荷對集電極電極192電弧靜電放電的可能性，大致上可以在集電極電極192的前緣和電介質(zhì)表面193的相鄰部分之間的區(qū)域內(nèi)提供多種調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。例如，在一些實(shí)施方案中，可以提供空氣間隙，該空氣間隙可以是如圖3所示在電介質(zhì)表面193中形成淺溝槽395的形式。由淺溝槽395與到集電極電極192的電氣吸引的大部分“視線行”(沿所示的電カ線)離子流動(dòng)路徑一起提供的隔離，意味著在緊鄰這些前緣的那部分電介質(zhì)表面193上很少有(如果有的話)電荷積累。因此，降低了這些電介質(zhì)表面193的緊鄰部分發(fā)生電弧靜電放電的可能性。替換地，在一些實(shí)施方案中，在緊挨集電極電極192前緣的上游的電介質(zhì)表面193中形成的坡臺(tái)496可以(在EHD操作期間)產(chǎn)生積累了一定電荷濃度的狹窄區(qū)域以調(diào)整電場，使得離子流分流到緊鄰于相應(yīng)的集電極電極192的前緣的那部分電介質(zhì)表面193 (見圖4)。在坡臺(tái)496的凸出表面輪廓處的局部電荷濃度傾向于掩蔽緊鄰于集電極電極192的前緣的那部分電介質(zhì)表面193，使其不能積累電荷。結(jié)果，降低了這些緊鄰部分產(chǎn)生電弧靜電放電的可能性。在如圖5所示的一些實(shí)施方案中，在緊挨集電極電極192前緣的上游的電介質(zhì)表面193中既形成坡臺(tái)596又形成淺溝槽595。如上所述，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生積累了一定電荷濃度的狹窄區(qū)域以調(diào)整電場，使得離子流分流到緊鄰于相應(yīng)的集電極電極192的前緣的那部分電介質(zhì)表面193 (見圖4)。淺溝槽595提供了另ー個(gè)空氣間隙，限制電弧靜電放電。圖6顯示又一個(gè)示范性EHD流體推進(jìn)器的配置，其中由沿通道壁電介質(zhì)材料193積累的電荷來調(diào)整電場。在圖示的實(shí)施例中，在電介質(zhì)材料(毗鄰電介質(zhì)材料193)與導(dǎo)電的但具有電阻性的材料697 (毗鄰相應(yīng)的集電極電極192的前緣)之間的材料過渡部分提供了一條導(dǎo)電性逐漸增大的導(dǎo)電路徑(與集電極電極192的距離逐漸縮小)，以排出可能會(huì)在緊鄰集電極電極的前緣處積累的電荷。通常，由緊鄰集電極電極192前緣的過渡材料部分提供的導(dǎo)電路徑的電阻小于位處較遠(yuǎn)距離處的過渡材料部分所提供的電阻?？梢岳斫獾氖牵?jīng)過過渡材料部分697的導(dǎo)電路徑所提供的電阻的空間變化可能受多種因素的影響，包括材料本身的電阻率的空間變化(例如基于組分或摻雜)、不同的材料厚度、在材料組分和/或厚度的分級過渡等等。在每種情況下，最緊靠集電極電極192的那部分材料過渡部分697提供到集電極電極192 (和地)的路徑是導(dǎo)電的但通常具有較小電阻，從而有利于排出可能會(huì)在緊鄰相應(yīng)的集電極電極192的前緣處積累的電荷。與集電極電極192的距離逐漸増大，電阻也會(huì)逐漸増大，導(dǎo)致到集電極電極192 (和地)的路徑的吸引導(dǎo)電性越來越弱。在一些實(shí)施例中，材料過渡部分697延伸超過通道的長度約I毫米。
雖然圖6的插圖展示了通道壁電介質(zhì)材料193、過渡區(qū)材料部分697和集電極電極192的一種大致共平面結(jié)構(gòu)，沒有之前提及的溝槽或坡臺(tái)等結(jié)構(gòu)特征，可以想到的是，一些實(shí)施方案可能包含一或多個(gè)這種結(jié)構(gòu)特征，與所示的材料過渡部分697相結(jié)合。任選地，在一些實(shí)施方案中(不論是否與圖1、2、3、4、5或6相一致)，可以在電介質(zhì)表面193的較上游處提供ー個(gè)或多個(gè)接地的導(dǎo)電路徑，以捕捉可能向上游遷移的帶正電的離群離子，即使存在由沿著電介質(zhì)表面193的上游部分積累的電荷所提供的電場調(diào)整(和排斥效應(yīng))。例如，在一些通風(fēng)裝置的實(shí)施例中，這種上游電極194可以提供靠近進(jìn)風(fēng)ロ或與成進(jìn)風(fēng)ロー體的接地導(dǎo)電路徑。在一些通風(fēng)裝置的實(shí)施方案中，可以提供靠近出風(fēng)ロ或與出風(fēng)ロ成一體的另一條接地導(dǎo)電路徑(圖中沒有專門示出)。當(dāng)電極194與適當(dāng)?shù)碾娢?此處是地)耦接時(shí)，對向上游遷移的離子(盡管存在凈下游流動(dòng)199)提供了一個(gè)電荷池，在介電層表面193上積累的電荷(此處是正電荷)提供了排斥性的離子勢壘，所述介電層表面193限定了位于發(fā)射極電極191上游的流動(dòng)通道的上下壁(以及在圖示的剖視圖中未畫出的側(cè)壁)。圖7顯示再一個(gè)實(shí)施例，其中在毗鄰集電極電極192前緣的電介質(zhì)表面193中形成的淺溝槽向上游進(jìn)ー步延伸，朝向并略微越過發(fā)射極電極191。在圖示的變型中，淺溝槽795不僅限制來自電介質(zhì)表面193的靠近部分(如之前結(jié)合溝槽396的描述，參見圖3)的電弧靜電放電，而且略微增大發(fā)射極電極191與最近的電介質(zhì)表面193之間的距離，所述電介質(zhì)表面193限定流動(dòng)通道的上下壁。為了理解這種增大距離的一個(gè)好處，可以考慮以下內(nèi)容。因?yàn)镋HD裝置的總體尺寸減小，即使略微增大由延伸的淺溝槽795所提供的發(fā)射極至壁之間的距離，都可以提供 操作益處。由于在最緊靠發(fā)射極電極191的電介質(zhì)表面上捕獲和保留的電荷具有相同極性(此處是正電荷)，這種電荷趨于減少圖7所示的垂直維度(即從發(fā)射極電極191朝向流動(dòng)通道的上下壁)中的電場梯度。由于減小了到達(dá)限定流動(dòng)通道的上下壁的電介質(zhì)表面193的距離，因此往往需要更高的電壓以維持給定水平的電暈放電。但更高的電壓導(dǎo)致更容易靜電放電或電弧。因此，將圖示的淺溝槽795向上游延伸經(jīng)過發(fā)射極電極191，即使EHD裝置的總體器件尺寸(尤其是通道高度，dEHD)減小，但往往能保持給定水平的性能。替換地，對于給定的EHD裝置尺寸(和通道高度，dEHD)，可以更低的電壓和在大致減低靜電放電或電弧敏感性的情況下產(chǎn)生所需的場梯度和電暈放電水平。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以基于這里的描述設(shè)想其它設(shè)計(jì)或在操作做出某些折衷。圖7圖示給出了ー種具體設(shè)計(jì)，其中上游離子捕捉電極(類似于之前圖示和描述的集電極電極)貼在或形成在限定流動(dòng)通道的上下壁的電介質(zhì)表面193上。與下游集電極電極192類似，大致在離子捕捉電極794的前緣和電介質(zhì)表面193的相鄰部分之間的區(qū)域中可以設(shè)置調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。需要注意的是，對于上游離子捕捉電極794，“前”表示以限定的離子流(遷移)上游的角度而言，離子捕捉電極794是用于捕捉的。如前所述，空氣間隙做成在電介質(zhì)表面193中形成淺溝槽(此處是798)的形式。由淺溝槽789與到離子捕捉電極794前緣的電氣吸引的大部分“視線行”(沿所示的電カ線)離子流動(dòng)路徑一起提供了隔離，意味著很少(如果有的話)電荷會(huì)積累在緊鄰那些前緣的一部分介電層表面193上。結(jié)果，降低了來自電介質(zhì)表面193的這些緊鄰部分發(fā)生電弧靜電放電的可能性。基于此處的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)變型中(包括在圖3-6中所示的那些變型)，使用類似于離子捕捉電極794所顯示的那些離子捕捉電極來捕捉離子。在這種情況下，在相應(yīng)的介電層表面193中提供類似于淺溝槽798的淺溝槽，同樣地可以降低來自電介質(zhì)表面193的緊鄰部分發(fā)生電弧靜電放電的可能性。圖8顯示圖3的實(shí)施例的一個(gè)變型，其中使用替代的集電極電極幾何結(jié)構(gòu)。更具體地說，圖8顯示多個(gè)線或桿型集電極電極892的剖面視圖，所述線或桿布置成陣列，跨過流動(dòng)通道的橫向長度。在圖中，有六個(gè)基本上平行的集電極電極892，它們被定位為收集來自發(fā)射極電極191的離子流，其中每個(gè)集電極電極具有縱向長度并且所有集電極電極一起布置成跨過由上層至下層電介質(zhì)表面193形成的流動(dòng)通道。如前所述，發(fā)射極電極和集電極電極(此處是191、892)獲得能量后沿大致下游方向199推動(dòng)產(chǎn)生流體流。為了避免遮蔽電極幾何結(jié)構(gòu)，省略了電源電壓與各個(gè)集電極電極實(shí)例的連接，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白集電極電極892的縱向長度允許上述連接穿過電介質(zhì)側(cè)壁(在剖視圖中沒有專門畫出)?；趯ζ渌鼘?shí)施方案(包括圖3)的上述說明，完全可理解圖8所示變型的設(shè)計(jì)和操作。
通常，根據(jù)圖8及后面各圖所示的收集極幾何結(jié)構(gòu)會(huì)配置出一種EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例，其中電介質(zhì)的上下部壁表面193可以比之前圖示的位于壁上的收集極實(shí)例的實(shí)際情況間隔開得更緊密。具體來說，由于先前所示的實(shí)施例是縮小的(垂直方向)，越來越多的離子流(來自發(fā)射極電極191)撞擊在集電極電極192的前沿牛鼻表面，為配合縮小的設(shè)計(jì)，所述集電極電極具有較小的牛鼻半徑，也即對于離子流來說，其撞擊的表面積越來越小。因此，若多個(gè)集電極電極892跨過流動(dòng)通道的大部分高度，可以為離子收集提供更大的積累表面積。在某些情況下，根據(jù)圖8及后面各圖所示的收集極幾何結(jié)構(gòu)有助于做出可提供4毫米或以下的通道高度dEHD的設(shè)計(jì)。在某些情況下，發(fā)射極和集電極電極(191，892)可以使用具有類似組分的線(例如涂有PdNi的W線)來形成，雖然集電極電極線的直徑為50微米至200微米，通常超過發(fā)射極電極線的直徑至少兩(2)倍。因此，在一些實(shí)施例中，為優(yōu)化極其精細(xì)的發(fā)射極線配置而使用芯材料和表面材料可能是不必要的和昂貴的。通常，集電極電極892的表面材料是導(dǎo)電的，但不必是特別良好的導(dǎo)體。事實(shí)上，與上述提及的’698專利的描述一樣，集電極電極892可以用相當(dāng)高電阻的材料制成或涂有相當(dāng)高電阻的材料層。通常，集電極電極892的表面應(yīng)耐離子轟擊和抗臭氧。例如金(Au)和鉬(Pt)族金屬等貴重金屬表面通常是適合的，鎳和不銹鋼也適用。如前所述，在一些實(shí)施例中，可以采用不同組分的芯材料。每個(gè)集電極電極892可以比較粗(至少與發(fā)射極電極相比)，在50微米至200微米之間，因此對于集電極電極線來說，因含有鎢(W)、鈦(Ti)、鑰(Mo)的芯所提供的額外強(qiáng)度變得不那么重要。與先前描述的收集極幾何結(jié)構(gòu)一樣，為了提高性能和降低從各個(gè)電介質(zhì)表面193到集電極電極692的電弧靜電放電的可能性，大致在集電極電極192的前緣和電介質(zhì)表面193的相鄰部分之間的區(qū)域中設(shè)置多個(gè)調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。例如，如圖8的實(shí)施例所示，以在電介質(zhì)表面193中形成淺溝槽895的形式提供空氣間隙。淺溝槽895連同到最外層的集電極電極892的電氣吸引的大部分“視線行”(沿所示的電力線)離子流動(dòng)路徑一起提供了隔離，意味著緊密靠近最外層集電極電極892的那部分電介質(zhì)表面193上有很少(如果有的話)的電荷積累。因此，降低了這些電介質(zhì)表面193的緊鄰部分發(fā)生電弧靜電放電的可能性。
基于上述對圖3-7的描述，應(yīng)當(dāng)理解，可以提供額外的或替代的調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)，它們被制成如圖8介紹的陣列狀線型或桿型集電極電極幾何結(jié)構(gòu)。例如，在圖9的實(shí)施例中，可以采用溝槽和坡臺(tái)的配置，其中坡臺(tái)996設(shè)置在電介質(zhì)表面193中緊靠集電極電極692的前緣的上游，淺溝槽995提供了與電介質(zhì)表面193隔開的空氣間隙。如前所述，所述坡臺(tái)(此處是結(jié)合淺溝槽995的坡臺(tái)996)(在EHD操作期間)可以形成具有一定積累電荷濃度的狹窄區(qū)域，從而對上述電場進(jìn)行調(diào)整，使得離子流分流到緊靠相應(yīng)的最高和最低集電極電極892的前緣的那部分電介質(zhì)表面193 (參見圖9)。在坡臺(tái)996的凸出表面輪廓處的局部電荷濃度，進(jìn)一步防止在最緊靠那些集電極電極892線的前緣的那部分電介質(zhì)表面193上積累電荷，上述那些集電極電極892線最緊密地靠近上層和下層電介質(zhì)表面193。結(jié)果，降低了這些最緊靠部分發(fā)生電弧靜電放電的可能性。圖10顯示又一個(gè)實(shí)施例，其中在毗鄰集電極電極892的前緣的電介質(zhì)表面193中形成淺溝槽，其向上游進(jìn)一步延伸，朝向并略微經(jīng)過發(fā)射極電極191。在所示的變型中，淺溝槽1095不僅提供了一個(gè)空氣間隙，限制來自電介質(zhì)表面193的靠近部分的電弧靜電放電，而且略微增大在發(fā)射極電極191與最近的電介質(zhì)表面193之間的距離，所述電介質(zhì)表面193限定了流動(dòng)通道的上壁和下壁。如前所述，將圖示的淺溝槽1095向上游延伸經(jīng)過發(fā)射極電 極191，即使EHD裝置的總體器件尺寸(尤其是通道高度)減小，但往往能保持給定水平的性能。替換地，對于給定的EHD裝置尺寸和通道高度，可以更低的電壓和功率以及在大致減低靜電放電或電弧敏感性的情況下產(chǎn)生所需的場梯度和電暈放電水平?；谏衔陌▽D7的描述，完全可以理解圖10的實(shí)施例。在圖11和12所示的實(shí)施例中，沿最緊靠發(fā)射極和集電極電極的上層和下層電介質(zhì)表面193部分設(shè)置淺溝槽特征，但是，除此之外，也使用中間坡臺(tái)特征1196進(jìn)一步調(diào)整電場。具體地說，圖11顯示一種獲得的場模式，通過所述場模式，離子流分流到緊密靠近相應(yīng)的最上層和最下層集電極電極892的前緣的那部分電介質(zhì)表面193。淺溝槽部分1195提供的空氣間隙分隔開最上層和最下層集電極電極892與電介質(zhì)表面193，而淺溝槽部分1197增大了發(fā)射極電極191與最近的電介質(zhì)表面193之間的距離，所述電介質(zhì)表面193限定了流動(dòng)通道的上壁和下壁。如之前相對于圖7的實(shí)施例的描述一樣，因?yàn)镋HD裝置的總體尺寸減小了，即使略微增大由延伸的淺溝槽795所提供的由發(fā)射極至壁之間的距離，都可以提供操作益處。由于在最緊靠發(fā)射極電極191的電介質(zhì)表面上捕獲和保留的電荷具有相同極性(此處是正電荷)，這種電荷趨于減少圖7所示的垂直維度(即從發(fā)射極電極191朝向流動(dòng)通道的上下壁)中的電場梯度。由于減小了到達(dá)限定流動(dòng)通道的上下壁的電介質(zhì)表面193的距離，因此往往需要更高的電壓以維持給定水平的電暈放電。但更高的電壓導(dǎo)致更容易靜電放電或電弧以及更高的功率。因此，提供圖示的淺溝槽部分1197，即使EHD裝置的總體器件尺寸(尤其是通道高度)減小，但往往能保持給定水平的性能。替換地，對于給定的EHD裝置尺寸和通道高度，可以更低的電壓和功率以及在大致減低靜電放電或電弧敏感性的情況下產(chǎn)生所需的場梯度和電暈放電水平。圖12介紹了另一種設(shè)計(jì)變型，其中陣列狀的線型或桿型集電極電極幾何結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為凹陷的前沿表面。在所示的凹陷幾何結(jié)構(gòu)中，離子流跨過集電極電極1292陣列的分布更均勻。在其它方面，圖12的設(shè)計(jì)實(shí)施例(及其操作)類似于如前描述的圖11的情況。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，可以對圖8及后面各圖所示的實(shí)施例作出修改，提供由陣列狀的線型或桿型集電極電極幾何結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的凹陷前表面。系統(tǒng)和電子裝置實(shí)施例圖13A是示范性膝上型消費(fèi)電子裝置1300的透視圖，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案，將EHD流體推進(jìn)器容納在總厚度d小于約10毫米的主體部分1301A中。在圖13A中，流入流1302和流出流1303被EHD空氣推進(jìn)器1310推動(dòng)而流過所述消費(fèi)電子裝置，所述EHD空氣推進(jìn)器1310是根據(jù)本發(fā)明的一些發(fā)明概念來設(shè)計(jì)和封裝在有限的內(nèi)部空間之內(nèi)。在一些實(shí)施例中，可用的內(nèi)部體積和/或組件只可允許總厚度為5毫米或以下的EHD空氣推進(jìn)器1310。當(dāng)然，所示的用于流入流、流出流和和熱傳遞表面1320的位置純作為示范，更大體地說，通風(fēng)邊界可由部件的內(nèi)部布置、特定裝置結(jié)構(gòu)的熱挑戰(zhàn)和/或工業(yè)設(shè)計(jì)的因素來限定。圖13B和13C顯示例如上文描述的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)(參考圖3及后面各圖和圖7及后面各圖)與膝上型消費(fèi)電子裝置1300的外殼1309的整合。在某些情況下， EHD空氣推進(jìn)器的至少一個(gè)靜電操作部分形成為所述外殼本身的內(nèi)表面，或形成在所述內(nèi)表面上。在某些情況下，至少一個(gè)靜電操作部分形成為覆蓋諸如鍵盤組件或電路板等電子組件的EMI屏蔽的表面，或在所述表面上形成。這種設(shè)計(jì)在共同擁有的、待審的美國專利申請No. 13/105,343中有更詳細(xì)的描述，該專利申請?jiān)?011年5月11日提交，名稱為“用于薄、低輪廓或高縱橫比的電子裝置的電動(dòng)流體流體推動(dòng)技術(shù)(ELECTR0HYDR0DYNAMICFLUID MOVER TECHNIQUES FOR THIN, LOff-PROFILE OR HIGH-ASPECT-RATIO ELECTRONICDEVICES) ”,發(fā)明人為厄爾-拉森、豪納(Honer)、高曼(Goldman)和施伯特(Schwiebert),將該申請納入此處，以便進(jìn)一步更詳細(xì)地描述示范性系統(tǒng)實(shí)施方案。在任何情況下，諸如上文描述的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)可以容納在膝上型消費(fèi)電子裝置1300的非常有限的內(nèi)部空間中，或者容納在一體式或平板式計(jì)算機(jī)裝置、智能手機(jī)、媒體播放器、閱讀器等等類似的有限內(nèi)部空間中。接著，參看圖13B和13C，圖中所示為示范性膝上型消費(fèi)電子裝置的主體部分1301A的剖視圖，所述主體部分1301A的總厚度d可小于約10毫米，鍵盤組件13740則占用一部分的可用的垂直部分。圖13B所示的剖視圖允許大體整個(gè)內(nèi)部垂直部分可容納EHD空氣推進(jìn)器1310。出于示范性和非限制性的目的，所述EHD空氣推進(jìn)器1310通常顯示為與圖3所示的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例一致。圖13C所示的類似的但更緊湊的垂直部分可容納EHD空氣推進(jìn)器1310，其通常與圖11所示的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例一致。在圖13C所示的情況下，EHD空氣推進(jìn)器以及印刷電路板(PCB)安裝的集成電路、分立器件、連接器等等占用了大部分可用的內(nèi)部空間。PCB安裝的集成電路的例子包括中央處理器(CPU)和/或圖形處理器(GPU)、通信處理器和收發(fā)器、存儲(chǔ)器等等(例如參見雙面印刷電路板1361上的元件1362、1363、1365和1366)，它們往往產(chǎn)生相當(dāng)大部分的裝置熱負(fù)荷，在一些實(shí)施例中，它們可通過非常緊密地靠近熱源(或熱耦合散熱片/散熱器)的EHD流體/空氣推進(jìn)器來冷卻?，F(xiàn)在參看圖14A和14B，它們示出了可以考慮的另一種裝置類型，圖中分別是示范性平板顯示器型消費(fèi)電子裝置1400的邊緣側(cè)視圖和透視圖，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案，將EHD流體推進(jìn)器容納在總厚度d小于約10毫米的主體部分1401A中。在圖14A中，流入流1402和流出流1403被EHD空氣推進(jìn)器1410推動(dòng)而流過所述消費(fèi)電子裝置，所述EHD空氣推進(jìn)器1410是根據(jù)本發(fā)明的一些發(fā)明概念來設(shè)計(jì)和封裝在有限的內(nèi)部空間之內(nèi)。在一些實(shí)施例中，可用的內(nèi)部體積和/或組件只可允許總厚度為5毫米或以下的EHD空氣推進(jìn)器1410。當(dāng)然，所示的用于流入流、流出流和和熱傳遞表面1420的位置純作為示范，更大體地說，通風(fēng)邊界可由部件的內(nèi)部布置、特定裝置結(jié)構(gòu)的熱挑戰(zhàn)和/或工業(yè)設(shè)計(jì)的因素來限定。圖15A顯示的實(shí)施例基本上與圖14A和14B所示一致，其中位于邊緣的長型照明光源陣列(LED照明器1550)產(chǎn)生熱量，在工作期間通過熱傳遞表面1420以對流方式傳入通過EHD空氣推進(jìn)器1410AU410B推動(dòng)的氣流(1402,1403)中。在所示的結(jié)構(gòu)中，在底部安裝的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例(1410A)將空氣逼入在消費(fèi)電子裝置1400的底部的外殼中，而在頂部安裝的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例(1410B)則從頂部排出空氣。圖15B和15C表示(以截面圖的方式)用于顯示器1400的下部和上部的EHD空 氣推進(jìn)器的配置，正如前述，在某些情況下，至少一個(gè)靜電操作部分形成為外殼本身的內(nèi)表面，或者在所述內(nèi)表面上形成。在某些情況下，至少一個(gè)靜電操作部分形成為EMI屏蔽的表面，或是在所述表面上形成，所述EMI屏蔽覆蓋諸如鍵盤組件或電路板等電子組件。也如前述，這種設(shè)計(jì)在上文提及的于2011年5月11日提交的美國專利申請No. 13/105,343中有詳細(xì)的描述。在任何情況下，諸如上文描述的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)可以容納在膝上型消費(fèi)電子裝置1400的非常有限的內(nèi)部空間中，或者容納在一體式或平板式計(jì)算機(jī)裝置、智能手機(jī)、媒體播放器、閱讀器等等類似的有限內(nèi)部空間中。然后轉(zhuǎn)到示范性平板顯示裝置1400，在平板顯示器1000中，截面15B和15C示出的總厚度d可小于約10毫米。參考圖15A的透視圖和其中所示的上部和下部的EHD空氣推進(jìn)器，在圖15B所示的截面15B中，大體整個(gè)內(nèi)部深度容納下部的EHD空氣推進(jìn)器1410A。同樣地，在圖15C所示的截面15C中，顯示面1401和上部的EHD空氣推進(jìn)器1410B皆容納在平板顯示器1400的深度中。在所示的從底至頂?shù)臍饬髦?，上部的EHD空氣推進(jìn)器1410B容納在顯示面1401背后的空間中，因此，比下部的EHD空氣推進(jìn)器1410A的類似特征更緊密地封裝。盡管如此，相應(yīng)的空氣推進(jìn)器的設(shè)計(jì)和操作基本上相同。為了示意和非限制性的目的，EHD空氣推進(jìn)器1410A基本上與圖3所示的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例一致。與更緊湊地封裝的圖15C所示的剖視圖一樣，EHD空氣推進(jìn)器1410B基本上與圖11所示的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施例一致。當(dāng)然，上述的膝上型和顯示器消費(fèi)電子裝置只起說明作用。實(shí)際上，根據(jù)本說明書，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白使用本發(fā)明概念的這些和其它裝置，其中包括變型和/或改型，它們適用于特定形狀因素、電子組件類型和布置、散熱問題和/或與特定設(shè)計(jì)有關(guān)的工業(yè)設(shè)計(jì)因素。其它實(shí)施例雖然業(yè)已參照示范性實(shí)施例對本文所述的EHD裝置的技術(shù)和實(shí)施方式作出了敘述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，可以在不背離所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍下，進(jìn)行各種不同的改變以及用等同物來替換其中的部件。例如，雖然已經(jīng)針對特定的示范性電源電壓配置描述了操作的實(shí)施方案，其中發(fā)射極電極耦接到正的高電壓，電場調(diào)整電介質(zhì)表面積累正電荷，而集電極電極接地，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書后可以理解的是，其它的配置也是可行的。也可以設(shè)想接地發(fā)射極的實(shí)施方案，其中耦接到發(fā)射極和集電極電極的電壓跨過接地電勢。相應(yīng)地，也可以設(shè)想在電場調(diào)整電介質(zhì)表面上積累負(fù)電荷。通常，可以采用與本文教導(dǎo)一致的任何一種電源配置。雖然已經(jīng)相對于頂部和底部通道壁描述了調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)(包括坡臺(tái)和溝槽)，所述通道壁平行于發(fā)射極和集電極電極的縱向長度，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在閱讀本說明書后顯而易見的是，在某些情況下，可以將調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)設(shè)置在側(cè)壁表面上。根據(jù)本說明書，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在緊靠電極毗連或穿過通道側(cè)壁的位置上適當(dāng)?shù)胤胖妙愃频恼{(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。
此外，在不偏離其實(shí)質(zhì)范圍下，可對本發(fā)明的教導(dǎo)進(jìn)行許多修改，以適應(yīng)特定的情況或材料。因此，本文所揭示的具體實(shí)施例、實(shí)施方式和技術(shù)、若干設(shè)想用于實(shí)現(xiàn)所述實(shí)施例、實(shí)施方式和技術(shù)的較佳方式，不是為了要限制所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器裝置，其可獲得能量從而產(chǎn)生流體流，所述EHD流體推進(jìn)器包括 細(xì)長的發(fā)射極電極，定位在由大致上相對的表面至少部分地限定的通道內(nèi)，所述大致上相對的表面至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且基本上向其上游延伸；以及 一對集電極電極，其中每個(gè)集電極電極至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且具有相對于流體流的前緣，所述前緣位于所述發(fā)射極電極的下游但分別靠近所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面； 所述大致上相對的表面中的每個(gè)表面由適于在其大部分上積累從發(fā)射極電極傳送來的靜電電荷的材料形成，且每個(gè)表面包括靠近相應(yīng)的集電極電極的前緣的調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，特征在于， 所述一對集電極電極中的每一個(gè)集電極電極被定位為靠著所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面且與之接觸，和 所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括溝槽，所述溝槽的形成位置為所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面中與相應(yīng)的集電極電極的前緣重合的位置，所述溝槽在所述前緣和所述大致上相對的表面的材料之間限定空氣間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，特征在于， 所述一對集電極電極中的每一個(gè)集電極電極具有細(xì)長的形狀，沿著所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面向下游延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，特征在于， 所述大致上相對的表面中每一個(gè)表面都由電介質(zhì)材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，特征在于， 所述大致上相對的表面中每一個(gè)表面面對一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料段，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料段相互電氣隔離以及與用于傳送信號或電源的傳導(dǎo)路徑和地電氣隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，特征在于， 所述大致上相對的表面中每一個(gè)表面面對電介質(zhì)帶或膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，特征在于，還包括 一個(gè)或多個(gè)坡臺(tái)，每個(gè)坡臺(tái)的形成位置是在所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面中或所述相應(yīng)的表面上緊挨相應(yīng)的集電極電極的前緣上游處。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，特征在于， 所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括坡臺(tái)，所述坡臺(tái)的形成位置是在所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面上緊挨相應(yīng)的集電極電極的前緣上游處，所述坡臺(tái)基本上沿所述前緣的全部延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，特征在于， 所述坡臺(tái)伸入所述通道，有利于局部的電荷積累，在EHD流體推進(jìn)器的工作過程中，所述局部的電荷積累將離子流分流到一部分所述大致上相對的表面，所述一部分表面最接近相應(yīng)的集電極電極前緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，特征在于，所述坡臺(tái)由一種或多種以下材料形成，或者面對一種或多種以下材料電介質(zhì)材料；和 與用于傳送信號或電源的導(dǎo)電路徑和地作電氣隔離的導(dǎo)電材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，特征在于， 所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括溝槽，所述溝槽的形成位置是在所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面中與相應(yīng)的集電極電極的前緣重合的位置，所述溝槽沿著所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面向上游延伸到至少與所述細(xì)長的發(fā)射極電極一樣遠(yuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，特征在于，還包括 額外的集電極電極，其定位為與所述一對集電極電極一起限定電極陣列，所述陣列基本上延伸跨過所述大致上相對的表面中一個(gè)表面與另一個(gè)表面限定的所述通道。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，特征在于， 所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括在所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面中形成的溝槽，所述溝槽在所述一對集電極電極中特定集電極電極與所述大致上相對的表面中鄰近的一個(gè)相應(yīng)表面之間形成了空氣間隙。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，特征在于， 所述限定的陣列是基本上線性的陣列。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，特征在于， 所述限定的陣列對來自所述細(xì)長的發(fā)射極電極的離子流呈現(xiàn)基本上凹陷的形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，特征在于， 所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)包括材料過渡部分，其中緊靠相應(yīng)的集電極電極前緣的材料是導(dǎo)電的，但對于電流基本上具有電阻性。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，特征在于， 所述集電極電極和所述基本上電阻性的材料過渡部分耦接到相同的或基本上等同的電源電壓端子，和 沿著由所述基本上電阻性的材料過渡部分到所述相同的或基本上相似的電源電壓端子形成的路徑的電阻大大超過從集電極電極到所述電源電壓端子的電阻。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，特征在于， 所述材料過渡部分的電氣特性隨所述流體流的尺寸而改變。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，特征在于， 所述材料過渡部分在靠近相應(yīng)的集電極電極的前緣處呈現(xiàn)的導(dǎo)電路徑基本上具有較小的電阻；和 所述材料過渡部分在距離相應(yīng)的集電極電極的前緣的上游較遠(yuǎn)處呈現(xiàn)的導(dǎo)電路徑基本上具有較大的電阻。
20.一種操作電動(dòng)流體(EHD)流體推進(jìn)器裝置的方法，該方法包括 使細(xì)長的發(fā)射極電極獲得能量從而產(chǎn)生流體流，所述細(xì)長的發(fā)射極電極定位在通道內(nèi)一對集電極電極的上游，所述通道由大致上相對的表面至少部分地限定，所述大致上相對的表面至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且至少從其上游的集電極電極延伸經(jīng)過所述細(xì)長的發(fā)射極電極； 在所述大致上相對的表面的大部分上積累從發(fā)射極電極傳送來的靜電電荷；和 使用至少一部分所積累的靜電電荷對靠近相應(yīng)的集電極電極前緣的電場進(jìn)行調(diào)整。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，特征在于，還包括 在相應(yīng)的一個(gè)相對表面中形成的坡臺(tái)處積累局部濃度的靜電電荷， 所述電場調(diào)整使離子流轉(zhuǎn)向離開該相應(yīng)的一個(gè)相對表面的一部分，該相應(yīng)的表面最接近所述一對集電極電極中相應(yīng)的集電極電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，特征在于，還包括 將所述細(xì)長的發(fā)射極電極線的離子流分布在包括所述一對集電極電極的集電極電極陣列上，所述集電極電極陣列被定位為基本上延伸跨過由所述大致上相對的表面中一個(gè)表面與另一個(gè)表面限定的所述通道。
23.一種制造電子裝置產(chǎn)品的方法，所述電子裝置產(chǎn)品包括電動(dòng)流體(EHD)空氣推進(jìn) 器以產(chǎn)生流過其中的空氣流，該方法包括 形成大致上相對的表面，所述表面由適于在其大部分上積累從細(xì)長的發(fā)射極電極傳送來的靜電電荷的材料形成； 將所述發(fā)射極電極定位在由所述大致上相對的表面至少部分地限定的通道內(nèi)，所述大致上相對的表面至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且基本上向其上游延伸；和 定位一對集電極電極，其中每個(gè)集電極電極至少跨過所述發(fā)射極電極的縱向長度的大部分且具有相對于流體流的前緣，所述前緣位于所述發(fā)射極電極的下游但分別靠近所述大致上相對的表面中相應(yīng)的一個(gè)表面； 其中所述大致上相對的表面中的每個(gè)表面包括在其中或其上形成的靠近相應(yīng)的集電極電極的前緣的調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，特征在于， 所述適于積累靜電電荷的材料是電介質(zhì)材料，和 所述調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)由所述電介質(zhì)材料形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，特征在于，還包括 使所述大致上相對的表面面對一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料段，所述導(dǎo)電材料段相互電氣隔離以及與用于傳送信號或電源的導(dǎo)電路徑和地電氣隔離。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，特征在于，還包括 使所述大致上相對的表面面對電介質(zhì)膜或帶。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，特征在于， 所述形成步驟包括在所述大致上相對的表面中或在所述大致上相對的表面上形成坡臺(tái)型調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，特征在于， 所述形成步驟包括在所述大致上相對的表面中或在所述大致上相對的表面上形成溝槽型調(diào)整電場的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明為具有在集電極前緣的調(diào)整電場結(jié)構(gòu)的電動(dòng)流體流體推進(jìn)器，具有小形狀因子的離子流流體推進(jìn)器可以在與發(fā)射極電極相鄰、但位于一個(gè)集電極電極或多個(gè)集電極電極上游的流動(dòng)通道內(nèi)提供靜電操作表面，所述流體推進(jìn)器可以對操作電場進(jìn)行調(diào)整并影響離子流，使得下游流動(dòng)加強(qiáng)而上游離子的遷移減至最小。在某些情況下，沿靠近發(fā)射極電極的流動(dòng)通道的電介質(zhì)表面(或者甚至是電氣隔離的導(dǎo)電表面)可以被配置用于收集和保留初始產(chǎn)生的離子群并在以后靜電排斥其它離子。根據(jù)這種電介質(zhì)表面或電氣隔離的導(dǎo)電表面的配置，這些排斥靜電力可以阻止離子遷移或流動(dòng)到鄰近的敏感電子元件，和/或可以調(diào)整電場以增強(qiáng)離子朝所需的下游方向流動(dòng)。
文檔編號B03C3/40GK102744149SQ20111046215
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者N·朱厄爾-拉森 申請人:德塞拉股份有限公司