專利名稱：具有氣流的電子系統(tǒng)、其通風(fēng)方法及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電動(dòng)流體(EHD)型空氣推進(jìn)器與電子系統(tǒng)的整合，更具體地， 涉及用于限制離子和/或帶電微粒滲入到內(nèi)部氣流通道中的技術(shù)。
背景技術(shù)：
無(wú)論是電子、光學(xué)或機(jī)械的許多裝置或系統(tǒng)可以包括、提供或需要空氣或其它流體的強(qiáng)制流動(dòng)。在某些情況下，強(qiáng)制流動(dòng)用于冷卻或者緩和由裝置或系統(tǒng)內(nèi)的熱源所產(chǎn)生的熱。在這種情況下，冷卻或熱量緩和可以有助于防止裝置過(guò)熱、減少熱量的熱點(diǎn)、對(duì)溫度敏感裝置提供所需的熱穩(wěn)定性、改善長(zhǎng)期可靠性或者提供其它好處。在某些情況下，強(qiáng)制流動(dòng)可以是所述裝置或系統(tǒng)的主要功能?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)知道使用風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)或其它類似的機(jī)械式運(yùn)動(dòng)裝置來(lái)提供冷卻空氣流；然而，這種裝置一般工作壽命有限、往往會(huì)產(chǎn)生不希望有的噪音或振動(dòng)、消耗功率或受其它設(shè)計(jì)問(wèn)題困擾。此外，這種裝置通常會(huì)對(duì)其提供冷卻空氣流的系統(tǒng)帶來(lái)幾何尺寸、外形因素和/或布局等制約?，F(xiàn)代消費(fèi)電子裝置的尺寸已成為重要的市場(chǎng)區(qū)別要素，這些制約特別對(duì)現(xiàn)代消費(fèi)電子裝置構(gòu)成問(wèn)題。在一些應(yīng)用中，使用離子流式空氣推進(jìn)器例如電動(dòng)流體(EHD)裝置或電液動(dòng)力 (EFD)裝置可以使冷卻效率提高，并且降低振動(dòng)、功耗、電子器件溫度和噪音的產(chǎn)生。這樣的配置可以降低EHD裝置的成本、減小裝置尺寸、厚度或體積，并且在某些情況下可以改善電子裝置的性能或用戶的體驗(yàn)。EHD型空氣推進(jìn)器和其它類似的裝置可產(chǎn)生離子、帶電微粒和臭氧以及電磁干擾 (EMI)。一些電子系統(tǒng)組件可能會(huì)受到遷移或擴(kuò)散至整個(gè)系統(tǒng)或外殼的離子、帶電微粒或臭氧的不利影響。類似地，瞬間電弧或火花事件可能帶來(lái)EMI遷移的挑戰(zhàn)。在某些情況下，當(dāng)系統(tǒng)的形狀系數(shù)和間隔距離減少時(shí)以及當(dāng)放置的EHD型空氣推進(jìn)器或其它類似的裝置有利于在這種設(shè)計(jì)中精確地在需要的地方提供空氣流時(shí)，潛在的不利影響可能會(huì)加劇。因此， 需要在本領(lǐng)域中尋求一種改進(jìn)方案，減少將電子系統(tǒng)組件暴露于離子、帶電微粒、臭氧和/ 或EMI或減少這些暴露的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體上涉及電動(dòng)流體(EHD)型空氣推進(jìn)器與電子系統(tǒng)的整合，更具體地， 涉及用于限制離子和/或帶電微粒滲入到內(nèi)部氣流通道中的技術(shù)。在某些設(shè)計(jì)中，可能期望的是，允許甚至鼓勵(lì)EHD產(chǎn)生的空氣流穿過(guò)內(nèi)部氣流通道(無(wú)論是抽拉的或是強(qiáng)制的)， 同時(shí)提供擋板阻隔在EHD工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的離子和/或帶電微粒的傳送。這種擋板可以采用靜電力以妨礙離子和/或帶電微?？邕^(guò)通風(fēng)口，所述通風(fēng)口被定位為允許空氣流來(lái)自或進(jìn)入內(nèi)部氣流通道。在某些情況下，靜電擋板可以包括流體可滲透的網(wǎng)或格柵，所述網(wǎng)或格柵跨過(guò)所述通風(fēng)口的大部分截面。在某些情況下，所述靜電擋板只需要位于這種通風(fēng)口附近，對(duì)可能被傳送通過(guò)所述通風(fēng)口的離子和帶電微粒施加靜電力。在某些情況下，靜電擋板可以耦接到電源電壓，從而獲得所需的電位。在某些情況下，電介質(zhì)或電氣隔離的導(dǎo)電
5表面可以積累足夠的電荷(例如通過(guò)離子撞擊)，之后再施加所需的靜電力并阻礙另外的離子和帶電微粒傳送通過(guò)所述通風(fēng)口。通常，這種靜電操作的擋板在這里被稱為“離子擋板”。在按照本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，電子系統(tǒng)包括外殼和容納在所述外殼內(nèi)的多個(gè)電子組件，它們各具有暴露于內(nèi)部氣流通道的表面。所述外殼具有入口和出口通風(fēng)邊界，與放置在所述外殼內(nèi)的EHD空氣推進(jìn)器一起沿著所述入口和出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑進(jìn)行內(nèi)部空氣通風(fēng)，其中所述流動(dòng)路徑的至少一部分經(jīng)過(guò)所述內(nèi)部氣流通道。離子擋板設(shè)置為阻礙離子從EHD空氣推進(jìn)器遷移到內(nèi)部氣流通道。在一些實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)還包括邊界壁，其至少部分地限定了所述內(nèi)部氣流通道。設(shè)置輔助通風(fēng)口是為了允許所產(chǎn)生的至少一部分空氣流經(jīng)過(guò)所述內(nèi)部氣流通道。 在某些情況下，所述輔助通風(fēng)口包括穿過(guò)所述邊界壁的開(kāi)口。在某些情況下，所述離子擋板被設(shè)置為靠近所述輔助通風(fēng)口以阻礙離子遷移穿過(guò)其中。在某些情況下，所述離子擋板被設(shè)置為在EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中或靠近所述入口部分，以阻礙離子向輔助通風(fēng)口遷移。在一些實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)還包括額外的離子擋板，其被定位為靠近所述輔助通風(fēng)口以進(jìn)一步阻礙離子從EHD空氣推進(jìn)器向內(nèi)部氣流通道遷移。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板被設(shè)置在EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中或靠近該入口部分，以阻礙離子向內(nèi)部氣流通道遷移。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板包括一或多個(gè)表面，所述一或多個(gè)表面插入在EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極電極上游，處于所述內(nèi)部氣流通道和所述發(fā)射極電極之間的流動(dòng)路徑的一部分中。在某些情況下，所述插入的離子擋板的一或多個(gè)表面被配置用于收集和保留在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中從發(fā)射極電極遷移的電荷，使得另外的離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。在某些情況下，所述插入的離子擋板的一個(gè)或多個(gè)表面與排斥電位耦接，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板包括以下至少一個(gè)可靜電充電的線、棒、帶、格柵、網(wǎng)格和屏板。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板包括沿著流動(dòng)路徑的一或多個(gè)可靜電充電的側(cè)壁。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板包括電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)的可靜電充電的表面。例如，在某些情況下，所述電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)的可靜電充電的表面包括插入在流動(dòng)路徑中的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)軸、驅(qū)動(dòng)螺桿或蝸齒輪。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板至少部分地由電介質(zhì)或電氣隔離的導(dǎo)電材料形成，所述材料在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中積累靜電電荷。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板至少部分地由耦接到離子排斥電位的導(dǎo)電材料形成。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板由流體可滲透的材料形成，或形成為流體可滲透的材料。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板包括一或多個(gè)表面，所述一或多個(gè)表面插入在所述EHD空氣推進(jìn)器的集電極電極下游，處于所述集電極電極和所述內(nèi)部氣流通道之間的一部分流動(dòng)路徑中。例如，在某些情況下，所述插入的離子擋板的一或多個(gè)表面與排斥電位耦接，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。在某些情況下，所述插入的離子擋板的一或多個(gè)表面被配置為收集和保留在EHD 空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中從發(fā)射極電極遷移或流過(guò)集電極電極的電荷，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。在一些實(shí)施例中，所述離子擋板包括離子排斥部分和相鄰的離子吸引部分，所述離子排斥和吸引部分密切靠近，但其定向使得所述離子排斥部分插入在位于發(fā)射極電極和內(nèi)部氣流通道之間的氣流動(dòng)中或沿著所述氣流插入。在一些實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)還包括對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料， 所述材料放置在暴露于內(nèi)部氣流通道的表面上。在一些實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)包括抗臭氧或耐臭氧涂層，所述涂層設(shè)在暴露于內(nèi)部氣流通道的表面上。在一些實(shí)施例中，由EHD空氣推進(jìn)器產(chǎn)生的空氣流的很大一部分是通過(guò)內(nèi)部氣流通道抽出的。在一些實(shí)施例中，由EHD空氣推進(jìn)器產(chǎn)生的空氣流的很大一部分被強(qiáng)制通過(guò)內(nèi)部氣流通道。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一種對(duì)電子系統(tǒng)通風(fēng)的方法包括(i)使用EHD空氣推進(jìn)器產(chǎn)生離子并在電場(chǎng)作用下加速所產(chǎn)生的離子，從而激發(fā)空氣流通經(jīng)過(guò)熱傳遞表面上并沿著外殼的入口與出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑流動(dòng)，其中所述空氣流的至少一部分經(jīng)過(guò)容納多個(gè)電子組件的內(nèi)部氣流通道；和(ii)靜電阻礙離子從EHD空氣推進(jìn)器遷移到內(nèi)部氣流通道。在一些實(shí)施例中，該方法包括(在插入在流動(dòng)路徑中的表面上或沿著流動(dòng)路徑的表面上)收集和保留在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中從發(fā)射極電極遷移的電荷，使得另外的離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。在一些實(shí)施例中，該方法包括將插入在流動(dòng)路徑中或沿著流動(dòng)路徑的表面充電至排斥電位，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。在某些情況下，所述內(nèi)部氣流通道相對(duì)于所產(chǎn)生的空氣流在EHD空氣推進(jìn)器的上游。在某些情況下，所述內(nèi)部氣流通道相對(duì)于所產(chǎn)生的空氣流在EHD空氣推進(jìn)器的下游。在一些實(shí)施例中，該方法包括將空氣從內(nèi)部氣流通道抽到所產(chǎn)生的空氣流中，其中受靜電阻礙的離子遷移包括在EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極電極處產(chǎn)生的離子向內(nèi)部氣流通道的上游遷移。在一些實(shí)施例中，該方法包括通過(guò)內(nèi)部氣流通道排出一部分所產(chǎn)生的空氣流，其中所述靜電阻礙包括將在EHD空氣推進(jìn)器的集電極電極下游的所產(chǎn)生的空氣流中夾帶的離子或帶電微粒轉(zhuǎn)移離開(kāi)所述內(nèi)部氣流通道。在一些實(shí)施例中，該方法包括傳送所述空氣流的至少一部分通過(guò)內(nèi)部氣流通道， 并經(jīng)過(guò)在所述內(nèi)部氣流通道中位于暴露的表面上的對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料之上。在一些實(shí)施例中，該方法包括傳送所述空氣流的至少一部分通過(guò)內(nèi)部氣流通道，并經(jīng)過(guò)在所述內(nèi)部氣流通道中位于暴露的表面上的抗臭氧或耐臭氧涂層。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一種產(chǎn)品制作方法包括(i)在電子裝置的外殼中設(shè)置EHD空氣推進(jìn)器，以沿著所述電子裝置外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑產(chǎn)生空氣流；和(ii)在所述電子裝置的外殼內(nèi)提供設(shè)置于其中的離子擋板，以基本上阻礙在EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極電極處產(chǎn)生的離子遷移到內(nèi)部氣流通道。在一些實(shí)施例中，該方法包括在邊界壁中提供輔助通風(fēng)口，所述邊界壁被設(shè)置為至少部分地限定所述內(nèi)部氣流通道。在一些實(shí)施例中，該方法包括提供跨過(guò)或靠近輔助通風(fēng)口的可靜電充電的線、棒、帶、格柵、網(wǎng)格或屏板，以至少部分地限定所述離子擋板。在一些實(shí)施例中，該方法包括在EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中或靠近所述入口部分提供可靜電充電的表面，以收集和阻礙離子向內(nèi)部氣流通道上游遷移。在某些情況下，所提供的可靜電充電的表面包括以下的至少一個(gè)線、棒、帶、格柵、網(wǎng)格和屏板；和沿著所述流動(dòng)路徑由電介質(zhì)材料形成的側(cè)壁。在一些實(shí)施例中，該方法包括提供在EHD空氣推進(jìn)器的整個(gè)工作壽命中可連續(xù)操作多次的電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)，其中所述可靜電充電的表面包括插入在流動(dòng)路徑中的電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)軸、驅(qū)動(dòng)螺桿或蝸齒輪。。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(guò)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IA所示為電動(dòng)流體(EHD)流體流的某些基本原理的示意圖。圖IB所示為示范性EHD空氣推進(jìn)器裝置的側(cè)剖視圖。圖2A、2B、2C和2D所示為各種示范性EHD空氣推進(jìn)器和內(nèi)部氣流通道的平面圖， 其中離子擋板被設(shè)置在輔助通風(fēng)口中或毗鄰輔助通風(fēng)口，允許空氣在內(nèi)部氣流通道和由 EHD產(chǎn)生的流動(dòng)路徑之間流動(dòng)，但阻礙離子和/或帶電微粒滲入所述內(nèi)部氣流通道。雖然在圖2A、2B、2C和2D的配置中所示出的比例和形狀系數(shù)讓人想起平板型消費(fèi)電子裝置，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到其適用于各種裝置。圖3和4所示為EHD空氣推進(jìn)器和在內(nèi)部氣流通道內(nèi)各種組件的示范性面向膝上型計(jì)算機(jī)的配置的平面圖。在圖3中，離子擋板位于輔助通風(fēng)口中或毗鄰輔助通風(fēng)口，允許空氣在內(nèi)部氣流通道和由EHD產(chǎn)生的流動(dòng)路徑之間流動(dòng)，但阻礙離子和/或帶電微粒滲入所述內(nèi)部氣流通道。在圖4中，離子擋板位于EHD空氣推進(jìn)器的入口部分或毗鄰所述入口部分，阻礙離子和/或帶電微粒遷移回到內(nèi)部氣流通道。圖5所示為EHD空氣推進(jìn)器和在內(nèi)部氣流通道內(nèi)各種組件的示范性平板型裝置配置的平面圖，其中離子擋板在EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中、啦鄰所述入口部分或者與所述入口部分結(jié)合為一體，阻礙離子和/或帶電微粒遷移回到所述內(nèi)部氣流通道。圖6(平面圖)示出一個(gè)變型，其中除了位于入口部分的離子擋板之外，在輔助通風(fēng)口處或毗鄰輔助通風(fēng)口設(shè)置額外的離子擋板，其允許在內(nèi)部氣流通道和EHD產(chǎn)生的流動(dòng)路徑之間的空氣流。所述額外的離子擋板阻礙離子和/或帶電微粒滲入到內(nèi)部氣流通道中。圖7、8、9A、10和11所示為適用于這里所示的各種裝置配置的示范性EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)的側(cè)剖視圖。具體地說(shuō)，在圖7所示的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)中，適合沿著發(fā)射極電極上游的側(cè)壁捕獲和保留電荷的電介質(zhì)提供了擋板以阻隔離子向上游遷移。圖8增加了任選的離子槽(ion sink)，以增強(qiáng)位于EHD入口部分的離子擋板的性能。圖9A提供了上游螺桿傳動(dòng)或蝸齒輪，提供了額外的上游電荷捕獲和保留表面，所述表面成為位于EHD入口部分的離子擋板的一部分。圖10和11顯示了額外的側(cè)壁部件，其有助于所示出的EHD通道的電場(chǎng)整形。圖9B所示為上游螺桿傳動(dòng)或蝸齒輪的透視圖，其可用于使支架(包括其電極修整保護(hù)和/或清潔表面)與示范性EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極和集電極電極表面摩擦接合。在所示的配置中，螺桿傳動(dòng)或蝸齒輪提供額外的上游電荷捕獲和保留表面，所述表面成為位于EHD入口部分的離子擋板的一部分。圖中省略了電介質(zhì)側(cè)壁(參見(jiàn)相應(yīng)的圖9A)，以免妨礙內(nèi)部視圖。
在不同附圖中所用的相同參考符號(hào)表示相類似或相同的對(duì)象。
具體實(shí)施例方式一般的電動(dòng)流體(EHD)流體加速使用流體的離子運(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(kāi)發(fā)用于稱為靜電空氣清潔器或靜電除塵器的裝置中。一般地，EHD技術(shù)使用離子流原理來(lái)推動(dòng)流體(例如空氣分子)。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)EHD流體流的基本原理已有很充分的理解。因此，對(duì)簡(jiǎn)單的雙電極系統(tǒng)中使用電暈放電原理的離子流作簡(jiǎn)要說(shuō)明，這為下文的詳細(xì)描述提供了基礎(chǔ)。參照?qǐng)DIA所示，EHD原理包括在第一電極10 (常被稱為“電暈電極”、“電暈放電電極”、“發(fā)射極電極”或只是“發(fā)射極”)和第二電極12之間施加高強(qiáng)度電場(chǎng)。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“加速電極”、“吸引電極”、“目標(biāo)電極”或“集電極”。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(guò)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)。雖然本說(shuō)明書的重點(diǎn)放在電暈放電型裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，還可以采用其它的離子生成技術(shù)，諸如無(wú)聲放電、AC放電、電介質(zhì)勢(shì)壘放電(DBD)等等的技術(shù)，一旦產(chǎn)生離子，所述離子依次在有電場(chǎng)的情況下被加速以及推動(dòng)產(chǎn)生流體流。為了避免疑惑，發(fā)射機(jī)電極不需要在所有的實(shí)施例中都是電暈放電型的。也是為了避免疑惑，針對(duì)具體實(shí)施例所描述和顯示的電源電壓幅值、極性和波形(如果有的話)都僅是示范性的，在其它的實(shí)施例可以是不同的。通常，實(shí)際的EHD空氣推進(jìn)器實(shí)施方案可以包括電極的幾何形狀、通道設(shè)計(jì)和電場(chǎng)整形特征、EMI屏蔽和/或管道系統(tǒng)和熱傳遞表面，它們已經(jīng)被修改為適用于給定的應(yīng)用或部署。圖IB顯示一個(gè)示范性EHD空氣推進(jìn)器的側(cè)剖視圖，所述EHD空氣推進(jìn)器用于具有薄的形狀系數(shù)的消費(fèi)電子裝置。雖然本發(fā)明的實(shí)施例不需要使用類似于圖1所示的或本文其它地方描述的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，這里描述的技術(shù)可以被適當(dāng)修改，用于包括各種替代設(shè)計(jì)的EHD空氣推進(jìn)器的系統(tǒng)中。因此，鑒于上述情況，非限制性地在圖1所示的EHD空氣推進(jìn)器中，在發(fā)射極電極 110和一對(duì)集電極電極112之間建立一個(gè)高強(qiáng)度電場(chǎng)。雖然為清晰起見(jiàn)省略了電源連接， 示例的電力線顯示了各個(gè)離子被加速并產(chǎn)生凈的下游流體流13的方向。結(jié)合以下圖7、8、 9A、9B、10和11，將描述基本EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)的其他細(xì)節(jié)和變型。但首先，我們轉(zhuǎn)到離子擋板設(shè)計(jì)。圖2A、2B、2C和2D顯示各種示范性EHD空氣推進(jìn)器和內(nèi)部氣流通道配置以及流動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的平面圖，其中離子擋板位于輔助通風(fēng)口處或毗鄰輔助通風(fēng)口。所述輔助通風(fēng)口允許空氣流在內(nèi)部氣流通道和EHD產(chǎn)生的流動(dòng)路徑之間流過(guò)，但阻礙離子和/或帶電微粒滲入內(nèi)部氣流通道。在圖2A、2B、2C和2D的配置中顯示的比例和形狀系數(shù)讓人聯(lián)想到平板型或智能手機(jī)型消費(fèi)電子裝置。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所示的離子擋板和此處描述的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)適用于各種裝置。類似地，流動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)純粹是示范性的， 通風(fēng)邊界和內(nèi)部組件的布置可以有廣泛的設(shè)計(jì)變化以適應(yīng)給定的實(shí)施方案或部署。在此處描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到離子擋板的不同設(shè)計(jì)和(在這種不同設(shè)計(jì)中的) 合適定位，用于阻礙離子和在某些情況下帶電微粒進(jìn)入內(nèi)部氣流通道中。首先參看圖2A，電子系統(tǒng)200包括外殼202，所述外殼容納各種電子組件，例如微處理器204、圖形單元206、電池208和顯示器照明光源210，這些電子組件中任一個(gè)或全部可以在電子系統(tǒng)的工作過(guò)程中產(chǎn)生熱量。外殼202進(jìn)一步限定了內(nèi)部氣流通道212，其容納上述電子組件的一個(gè)或多個(gè)。熱管214或其它散熱路徑將熱量從內(nèi)部氣流通道212中的一個(gè)或多個(gè)電子組件傳遞到一個(gè)或多個(gè)熱傳遞表面216上，這些熱傳遞表面位于由EHD空氣推進(jìn)器220推動(dòng)產(chǎn)生的空氣流218的路徑中。需要注意的是，熱管214和可能的熱源是示意性圖示的。因此，具體的圖示并不意味著對(duì)從特定的熱源(例如電子組件、照明光源)到熱傳遞表面216的熱傳遞路徑上任何特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有任何限制。反而，在此處描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，為滿足特定系統(tǒng)或裝置的熱傳遞需求而可以作出各種適當(dāng)?shù)耐負(fù)渥兓Ｍ鈿?02具有入口和出口通風(fēng)邊界222和224，EHD空氣推進(jìn)器220沿著在所述入口和出口通風(fēng)邊界222和2 之間的流動(dòng)路徑推動(dòng)產(chǎn)生空氣流。通常，期望的是限制離子遷移或滲入到內(nèi)部氣流通道212中。在EHD空氣推進(jìn)器 220的電暈放電條件下產(chǎn)生的離子進(jìn)入內(nèi)部氣流通道212，可能形成不希望有的靜電場(chǎng)或放電而對(duì)敏感的電子組件產(chǎn)生不利的影響。類似地，在某些情況下，積累的靜電電荷可能不利地促成灰塵在表面上積累，繼而增大暴露的導(dǎo)體對(duì)不希望有的放電事件的敏感性。在圖 2A所示的配置中，在內(nèi)部氣流通道212中的電子組件與EHD空氣推進(jìn)器220基本上由邊界壁226隔離開(kāi)來(lái)。然而，在邊界壁226中設(shè)置輔助通風(fēng)口 230，允許經(jīng)內(nèi)部氣流通道212抽出至少一些空氣流到所述EHD產(chǎn)生的流動(dòng)路徑218中。設(shè)置的離子擋板2 跨過(guò)或靠近輔助通風(fēng)口 230或在輔助通風(fēng)口中，基本上阻礙了由EHD裝置220產(chǎn)生的離子遷移穿過(guò)輔助通風(fēng)口 230再進(jìn)入內(nèi)部氣流通道212中。在所示的配置中，入口通風(fēng)邊界222A允許對(duì)內(nèi)部氣流通道212中的一個(gè)或多個(gè)電子組件(或經(jīng)過(guò)其熱傳遞表面)抽出空氣流。需要注意的是，選擇圖中示出的入口通風(fēng)邊界222A位置(事實(shí)上是內(nèi)部氣流通道212中上述電子組件的位置)是為了簡(jiǎn)化圖示。在此處描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，適用于特定系統(tǒng)和特定設(shè)計(jì)要求的通風(fēng)邊界和組件位置可以作出各種各樣的變化。通常，離子擋板2 阻礙離子和/或帶電微粒從邊界壁2 的EHD空氣推進(jìn)器220 一側(cè)傳送到內(nèi)部氣流通道212。典型地，離子擋板2 通過(guò)靜電排斥力工作。例如在某些實(shí)施方案中，電介質(zhì)材料提供了一個(gè)表面(不論是平的、保形的或者配置為流體可滲透的格柵、網(wǎng)格、柵格或過(guò)濾器)，電荷在所述表面上積累再排斥相同電荷的離子和微粒。在一些實(shí)施例中，一或多個(gè)電介質(zhì)表面由如杜邦公司(E. I.du Pont de Nemours and Company)生產(chǎn)的商標(biāo)名KAPTON的聚酰亞胺材料形成(或者形成貼在下層表面或結(jié)構(gòu)上的聚酰亞胺膜或帶)。在一些實(shí)施例中，與地形成電隔離的導(dǎo)電材料可以同樣積累電荷，用于靜電排斥相同電荷的離子和帶電微粒。
在圖2A的配置中，示出的離子擋板可設(shè)置在內(nèi)部氣流通道212的內(nèi)部或外部、橫跨從內(nèi)部氣流通道212抽出的空氣流的路徑、在氣流通道或外殼表面上、或者適合靜電阻礙離子穿過(guò)輔助通風(fēng)口 230遷移或滲入到內(nèi)部氣流通道212的任何其它位置。在一些實(shí)施方案中，離子擋板可以包括充電的線、棒、柵格、屏板或網(wǎng)格，它們?cè)O(shè)在從內(nèi)部氣流通道212 抽出的空氣流的路徑中或與所述路徑相鄰，用于提供排斥性靜電力。在一些實(shí)施方案中，陰離子擋板可以包括與地耦接的另一個(gè)表面，用于收集避開(kāi)了相鄰的主要靜電排斥性離子擋板的離子或在系統(tǒng)別處產(chǎn)生的離子。因此，(在特定的離子擋板處)阻礙離子和/或帶電微粒的遷移可以采用吸引或排斥、或二者。在一些實(shí)施方案中，可以將離子擋板表面(如平的、保形的或配置為流體可滲透的格柵、網(wǎng)、柵格或過(guò)濾器)與所需的電位(例如電源電壓)耦接，提供所希望的靜電排斥力。在某些情況下，離子遷移擋板2 可以與機(jī)械過(guò)濾器設(shè)在同樣的位置上或者結(jié)合為一體。例如，在某些實(shí)施方案中，可以將可替換的或可清洗的泡沫、織物或其它合適的材料設(shè)置為微粒擋板，與離子擋板相鄰。離子擋板2 的流體可滲透的格柵、網(wǎng)、柵格或過(guò)濾器配置可以橫跨(或至少基本上橫跨)輔助通風(fēng)口 230的截面。然而，在一些實(shí)施例中，離子遷移擋板2 可以做成靠近輔助通風(fēng)口 230的表面，無(wú)論是通過(guò)在其上積累的電荷還是通過(guò)主動(dòng)充電到所需的電位， 它都排斥相同電荷的離子和微粒，要不然，所述離子和微粒將通過(guò)輔助通風(fēng)口 230遷移到內(nèi)部氣流通道212中。在某些實(shí)施方案中，將輔助通風(fēng)口 230和離子擋板2 設(shè)置在EHD空氣推進(jìn)器220 的上游，而空氣流218或流動(dòng)路徑的下游自內(nèi)部氣流通道212起基本上是密封的。在一些實(shí)施方案中，將輔助通風(fēng)口 230主要設(shè)在EHD空氣推進(jìn)器220的上游，這可以減少臭氧進(jìn)入到內(nèi)部氣流通道212中。在一些實(shí)施方案中，內(nèi)部氣流通道內(nèi)的正壓力(例如由小型機(jī)械風(fēng)扇提供，圖中沒(méi)有具體示出)可以進(jìn)一步減少離子和/或臭氧進(jìn)入內(nèi)部氣流通道212?？梢栽贓HD空氣推進(jìn)器220的下游提供減少臭氧的材料。也可以在EHD空氣推進(jìn)器220和內(nèi)部氣流通道212之間提供EMI屏蔽，作為例如接地的導(dǎo)電表面柵、網(wǎng)格或柵格 (可以與離子擋板2 分開(kāi)的或者結(jié)合為一體)，靠近或基本上跨過(guò)輔助通風(fēng)口 230。合適的EMI屏蔽的一些例子包括銅帶、鋁或其它金屬箔(如50-100微米)或含有導(dǎo)電涂層的塑料?？梢詫?duì)空氣流配置作出任何變型。例如，參照?qǐng)D2A，空氣流218可以與內(nèi)部氣流通道212的邊緣部分大致平行地行進(jìn)?？梢蕴峁┒鄠€(gè)EHD空氣推進(jìn)器220，例如，參照?qǐng)D2B所示，在入口和出口邊界222和2M之間對(duì)氣流218既推又拉。在一些實(shí)施例中，至少一部分空氣流218可以穿過(guò)外殼202行進(jìn)一段很短的路徑，例如，如圖2C所示，穿過(guò)外殼202的主要表面上的一個(gè)或多個(gè)入口通風(fēng)邊界222進(jìn)入，并從相鄰邊緣上的一個(gè)或多個(gè)出口通風(fēng)邊界2M離開(kāi)，或反之亦然。繼續(xù)參考圖2C，可以布置不同尺寸或配置的EHD空氣推進(jìn)器220 沿各條空氣路徑推動(dòng)空氣，包括穿過(guò)氣流通道212的空氣路徑?？梢栽诓煌难b置配置中使用任何數(shù)量或組合的入口和出口配置。在一些變型中，如圖2A、2B和2C所示，抽出的空氣流218(或其一部分)可以穿過(guò)內(nèi)部氣流通道212的寬廣表面或在所述表面之上，或者通過(guò)延伸穿過(guò)內(nèi)部氣流通道212的中央室或過(guò)道(例如在所述氣流通道212的發(fā)熱組件之上)。在這種配置中，輔助通風(fēng)口230和離子擋板2 都設(shè)在相應(yīng)的EHD空氣推進(jìn)器220的上游?；趫D2A的上述描述，可以理解在每一種情況下輔助通風(fēng)口 230和離子擋板228的設(shè)計(jì)和操作。最后，參照?qǐng)D2D，圖中示出了圖2A設(shè)計(jì)的一種變型，其中輔助通風(fēng)口 230和離子擋板2 設(shè)置在EHD空氣推進(jìn)器220的下游。在所示的配置中，由EHD空氣推進(jìn)器220產(chǎn)生的一部分空氣流流過(guò)內(nèi)部氣流通道212并經(jīng)出口通風(fēng)邊界224A流出。例如，在一些實(shí)施方案中，這樣的空氣流跨過(guò)一個(gè)或多個(gè)電子組件(或經(jīng)過(guò)其熱傳遞面)，有利于內(nèi)部氣流通道的通風(fēng)，由EHD產(chǎn)生的另一部分空氣流流過(guò)主要的熱傳遞表面216之上，并經(jīng)出口通風(fēng)邊界 2 流出。在圖2D所示的配置中，在EHD空氣推進(jìn)器220的集電極電極表面的下游，自由離子的數(shù)量通常是相當(dāng)?shù)偷?。然而，離子擋板228的作用是阻礙在產(chǎn)生的氣流中可能夾帶的帶電微粒被傳送通過(guò)輔助通風(fēng)口 230。優(yōu)選地，為提高熱傳遞效率，輔助通風(fēng)口 230和離子擋板2 在熱傳遞表面216的上游。如前所述，可以對(duì)空氣流配置作出任何變型，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解合適的變型(包括類似于圖2B和2C所示的變型)，其中輔助通風(fēng)口 230在 EHD空氣推進(jìn)器220下游的空氣流218中產(chǎn)生了一支流，其穿過(guò)內(nèi)部氣流通道212并經(jīng)類似于圖2D所示的出口通風(fēng)邊界224A流出。參照?qǐng)D3，圖中示出了可以采用類似技術(shù)的一個(gè)示范性膝上型計(jì)算機(jī)外殼202。具體地說(shuō)，外殼202包括容納了各種電子組件204-208的內(nèi)部氣流通道212。在圖3的示圖中，電池341占據(jù)了外殼202內(nèi)的很大一部分體積。如前所述，EHD空氣推進(jìn)器220在熱傳遞表面216之上推動(dòng)產(chǎn)生空氣流218，排出由組件204或206產(chǎn)生的熱量以及由熱管214傳遞019)的熱量。離子擋板2 阻礙離子從EHD裝置220穿過(guò)例如在邊界壁226中的輔助通風(fēng)口 230遷移到內(nèi)部氣流通道212。在一些實(shí)施方案中，離子擋板2 橫跨至少一部分輔助通風(fēng)口 230和自內(nèi)部氣流通道212的空氣流動(dòng)路徑，該離子擋板做成例如充電的或可充電的網(wǎng)格、屏板、絲、棒或柵格。在一些實(shí)施方案中，離子擋板228(或多個(gè)離子擋板部件) 可以沿著一部分流動(dòng)路徑策略性地放置，做成例如充電的或可充電的表面，該表面沿著朝向內(nèi)部氣流通道212的一條可能的離子遷移路徑插入。在某些情況下，離子擋板228(或所提供的多個(gè)離子擋板部件之一)可以剛好放置在內(nèi)部氣流通道212里面。在某些情況下， 充電的或可充電的表面可以放置在或形成在外殼202或外殼內(nèi)的管道之內(nèi)表面上。如前所述，可以對(duì)電荷收集表面作出任何變型，提供靜電排斥力。也如前所述，可以使用電介質(zhì)材料、浮動(dòng)導(dǎo)體以及甚至是主動(dòng)充電的表面。在某些情況下，可以提供離子槽來(lái)捕獲會(huì)避開(kāi)排斥性離子擋板的離子。雖然可以由邊界壁(至少部分地)限定內(nèi)部氣流通道，并使用離子擋板來(lái)管理離子遷移進(jìn)入所述內(nèi)部氣流通道，其中該離子擋板位于所述邊界壁內(nèi)的輔助通風(fēng)口中或鄰近所述輔助通風(fēng)口以阻礙離子滲入或遷移，但一些實(shí)施例可以(替換地或者或另外地)尋求在EHD空氣推進(jìn)器本身的入口處阻礙上游離子遷移。例如，圖4顯示類似于圖3方案的另一個(gè)實(shí)施例，其中離子擋板(在這里是離子擋板228A)與EHD空氣推進(jìn)器220的入口大致上共同延伸，防止離子自EHD空氣推進(jìn)器220向上游遷移。如前所述，離子擋板228A可以是沿著空氣流的充電的或浮動(dòng)電位的網(wǎng)、屏板、電極或其它表面，減輕在所述空氣流內(nèi)的離子向上游遷移。在一些實(shí)施方案中，將離子擋板設(shè)置為靠近EHD空氣推進(jìn)器220，例如，緊接于所產(chǎn)生的空氣流的上游。在一些實(shí)施方案中，可以使用一個(gè)以上的離子擋板228、228A或多種類型或?qū)嵗碾x子擋板228、228A來(lái)阻礙離子遷移到內(nèi)部氣流通道212。例如，一些實(shí)施例可以結(jié)合圖3和4的特征，既提供設(shè)在EHD入口處的離子擋板228A，又提供設(shè)在邊界壁內(nèi)的輔助通風(fēng)口中或鄰近輔助通風(fēng)口的離子擋板228。此外，在一些實(shí)施方案中，可以采用離子排斥表面和離子吸引表面兩者，以更有效地從內(nèi)部氣流通道212排出離子。圖5和6示出了與先前描述的平板型或智能手機(jī)型的比例和形狀系數(shù)類似的配置。具體地說(shuō)，圖5示出了示范性裝置配置(包括EHD空氣推進(jìn)器220和在內(nèi)部氣流通道 212中的多個(gè)組件)的平面圖，其中離子擋板2 位于EHD空氣推進(jìn)器220的入口部分處、 與該入口部分相鄰、或者與該入口部分結(jié)合為一體，阻礙離子和/或帶電微粒遷移回到內(nèi)部氣流通道212中。圖6 (平面圖)顯示一個(gè)變型，其中除了位于入口部分處的離子擋板 (此處為離子擋板228A)外，另一個(gè)離子擋板2 設(shè)在輔助通風(fēng)口 230處或與輔助通風(fēng)口 230相鄰，允許從內(nèi)部氣流通道212抽出空氣流至由EHD產(chǎn)生的流動(dòng)路徑218中，但會(huì)進(jìn)一步阻礙離子和/或帶電微粒從上游滲入到內(nèi)部氣流通道212。參照?qǐng)D2A、2B、2C、2D、3和/ 或4中詳細(xì)描述的變型，可以理解圖5和6的實(shí)施方案及其適當(dāng)?shù)淖冃汀D7、8、9A、10和11所示為適用于此處示出的各種裝置配置的示范性EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)的側(cè)剖視圖。例如，根據(jù)示出的一或多個(gè)EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)，可以提供圖2A、2B、 2C、2D、3、4、5和/或6所顯示和描述的EHD空氣推進(jìn)器220的實(shí)例。在每一種情況下，朝向圖示的EHD空氣推進(jìn)器220變型的入口部分延伸的側(cè)壁表面493可以由電介質(zhì)材料形成。如前所述，電介質(zhì)表面(在一些實(shí)施例中)可以由例如杜邦公司生產(chǎn)的商標(biāo)名KAPTON的聚酰亞胺材料形成(或做成貼在下層表面或結(jié)構(gòu)上的聚酰亞胺膜或帶)。在EHD空氣推進(jìn)器工作期間，電源490在發(fā)射極電極491和集電極電極492 之間建立高電壓(通常為幾千伏電壓)，其轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離子和在凈下游方向499加速所產(chǎn)生的離子(與輸送流體一起)。在附圖中，發(fā)射極電極491耦接到電源490的正高壓端(圖中為3. 5千伏，具體的電壓以及事實(shí)上任何電源電壓波形都是設(shè)計(jì)選擇的問(wèn)題)，集電極電極 492接地。關(guān)于電源490的合適設(shè)計(jì)的說(shuō)明，請(qǐng)參見(jiàn)美國(guó)專利US6，508，308，納入其全部?jī)?nèi)容作為參考。鑒于在發(fā)射極電極491與集電極電極492的前沿表面之間存在相當(dāng)大的電壓和距離較短(可能是Imm或更小)，因此產(chǎn)生了強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)流體中帶正電的離子(或顆粒) 施加凈的向下游推動(dòng)的力。電力線(一般地)表示所產(chǎn)生的電場(chǎng)的空間方面，所示的電力線的間距表示強(qiáng)度。盡管向下游的流動(dòng)占主導(dǎo)地位，在發(fā)射極電極491處產(chǎn)生的一些電荷遷移到電介質(zhì)表面493并留在那里，然后對(duì)額外的離子和帶電微粒施加靜電排斥力。以此方式，充電的電介質(zhì)側(cè)壁表面493整形EHD通道中的電場(chǎng)，并阻礙上游離子遷移。所產(chǎn)生的離子擋板向發(fā)射極電極491的上游延伸，提供在入口位置的離子擋板(如離子擋板228A，參見(jiàn)圖4、5和 6)。因此，在一些實(shí)施方案中，位于EHD入口部分處的離子擋板可以與EHD空氣推進(jìn)器220 一體形成，或者在給定的設(shè)計(jì)或特定的供應(yīng)鏈中，構(gòu)成EHD空氣推進(jìn)器220的子部件。在一些實(shí)施例中，可以用另外的位于入口部分處的離子擋板(組件的某些階段)來(lái)增強(qiáng)EHD空氣推進(jìn)器220。圖7顯示一種EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)，其中電介質(zhì)適于沿發(fā)射極電極491上游的側(cè)壁捕捉和保留電荷，阻礙離子向上游遷移。在發(fā)射極電極491上游提供的這些表面整形先前描述的電場(chǎng)，在某些情況下對(duì)離子的上游遷移提供了適當(dāng)?shù)暮妥銐虻淖璧K。例如，在圖7 的示圖中，提供的電介質(zhì)表面493上傾向于積累正電荷(例如來(lái)自由發(fā)射極電極491的電暈放電型實(shí)例或其它地方所產(chǎn)生的離子)。由于電介質(zhì)表面493沒(méi)有提供有吸引力的接地路徑，凈的正電荷慢慢地積累，然后起著靜電排斥相同電荷的作用。因此，電介質(zhì)表面493 以靜電方式操作，用作上游離子遷移的擋板。上游的電介質(zhì)表面493也傾向于靜電地屏蔽任何有吸引力的接地路徑，從而整形先前描述的在朝向集電極電極492的主要下游方向中的電場(chǎng)。為了提高性能，在集電極電極492的前沿邊緣和電介質(zhì)表面493的相鄰部分之間可以提供空氣間隙。例如，在一些實(shí)施方案中，空氣間隙可以是形成在電介質(zhì)表面493上的淺溝槽。任選地，在一些實(shí)施方案中，可以在電介質(zhì)表面493的上游進(jìn)一步提供一或多條接地的導(dǎo)電路徑，捕獲有可能向上游遷移的離子。圖8加設(shè)了任選的離子槽428，用于提高由電介質(zhì)側(cè)壁493所提供的位于EHD入口部分處的離子擋板的性能。在一些通風(fēng)裝置的實(shí)施方案中，這種接地的導(dǎo)電路徑可以靠近入口通風(fēng)邊界。在圖9A和9B所示的EHD空氣推進(jìn)器設(shè)計(jì)中，設(shè)置的托架在發(fā)射極和集電極電極表面091，492)的至少一部分上傳送電極修整保護(hù)和/或清潔表面。在某些設(shè)計(jì)中，用于產(chǎn)生和引導(dǎo)所示托架的上游導(dǎo)螺桿或蝸齒輪430提供了額外的上游電荷收集表面，該表面成為在EHD入口部分處的離子擋板的一部分。在一些實(shí)施例中，作為所示的螺桿或齒輪的替代(或除了所示的螺桿或齒輪之外)，軸、桿或其它上游表面都可以作為電極修整保護(hù)和 /或清潔表面的引導(dǎo)件。這種引導(dǎo)件的充電的或可充電的表面同樣可以提供排斥性離子擋板。具體來(lái)說(shuō)，這種導(dǎo)螺桿、蝸齒輪、軸、桿或引導(dǎo)件的電介質(zhì)表面或電氣隔離的導(dǎo)電表面可以捕獲和保留來(lái)自發(fā)射極電極491產(chǎn)生的離子的電荷，與本文描述的其它離子擋板一樣， 這些電荷再提供排斥性靜電力。如前所述，充電的或可充電的表面(此處是導(dǎo)螺桿或蝸齒輪430)可以設(shè)定為一個(gè)電壓或允許電位浮動(dòng)。雖然沒(méi)有具體說(shuō)明，所提供的額外的離子擋板表面可以進(jìn)一步阻礙離子向上游遷移。例如，如前所述，充電的電介質(zhì)或電氣隔離的導(dǎo)電網(wǎng)狀、格柵、柵欄或其它流體可滲透的結(jié)構(gòu)可以吸引或排斥離子，它們可以跨過(guò)EHD模塊的入口或鄰近該入口，進(jìn)一步阻礙離子向上游遷移。圖10和11描述額外的側(cè)壁特征，這些特征有助于在一些EHD空氣推進(jìn)器220的實(shí)施方案中進(jìn)行電場(chǎng)整形。例如，在一些實(shí)施例中(如圖10所示)，緊接在集電極電極492 的前沿邊緣的上游在電介質(zhì)表面493上形成的臺(tái)階496可以(在EHD工作過(guò)程中)產(chǎn)生積累電荷濃度的狹窄區(qū)域并藉此整形所述電場(chǎng)，使離子流轉(zhuǎn)向繞過(guò)緊鄰相應(yīng)的集電極電極 492的前沿邊緣的那部分電介質(zhì)表面493。臺(tái)階496的凸表面輪廓處顯示的局部電荷濃度傾向于遮蓋最密切地靠近集電極電極492的前沿邊緣的那部分些電介質(zhì)表面493，以免電荷積累。其結(jié)果是，降低了這些最密切地靠近的那些部分可能發(fā)生的電弧靜電放電。在一些實(shí)施方案中，如圖11所示，在緊接集電極電極492的前沿邊緣的上游的電介質(zhì)表面493上既形成臺(tái)階496又形成淺溝槽495。如前所述，這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了積累電荷濃度的狹窄區(qū)域并藉此整形所述電場(chǎng)，使離子流轉(zhuǎn)向繞過(guò)緊鄰相應(yīng)的集電極電極492的前沿邊緣的那部分介質(zhì)表面493。淺溝槽495提供了另一個(gè)空氣間隙，限制電弧靜電放電。
附加的實(shí)施例本文所述的熱量管理系統(tǒng)的一些實(shí)施方案采用EFA或EHD裝置基于離子加速來(lái)產(chǎn)生流體流，通常為空氣流，其中所述流體流是基于電暈放電導(dǎo)致離子加速而產(chǎn)生的。其它實(shí)施方案可以采用其它離子產(chǎn)生技術(shù)，根據(jù)此處提供的描述性內(nèi)容是完全可以理解這些技術(shù)。使用熱傳遞表面，由電子(如微處理器、圖形單元等)和/或其它系統(tǒng)組件所散發(fā)的熱量可以被轉(zhuǎn)移到流體流中并且被散去。提供熱傳遞路徑(例如熱管)將熱量從內(nèi)部氣流通道中的熱源轉(zhuǎn)移到外殼內(nèi)的一個(gè)位置(或多個(gè)位置)，在該位置(或多個(gè)位置)中由EHD裝置(或多個(gè)EHD裝置)所產(chǎn)生的空氣流將流過(guò)熱傳遞表面進(jìn)行散熱。在一些實(shí)施方案中，沿著流動(dòng)路徑的外殼和/或管道表面可以配備減少臭氧的材料。在某些應(yīng)用中，對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料可以設(shè)置在暴露于內(nèi)部氣流通道的表面上。類似地，抗臭氧或耐臭氧涂層可以涂覆在暴露與內(nèi)部氣流通道的表面上。減少臭氧的材料可以包括臭氧催化劑、臭氧結(jié)合劑、臭氧反應(yīng)劑或適合與臭氧反應(yīng)、結(jié)合或以其它方式減少或隔離臭氧的其它材料。在一些實(shí)施方案中，減少臭氧的材料是選自以下組內(nèi)的催化劑M (Mn)、二氧化錳(MnO2)、金(Au)、銀(Ag)、氧化銀(Ag2O)、和鎳(Ni)的氧化物； 以及錳制備的氧化物。減少臭氧的材料可以施加在外殼內(nèi)表面上和/或在外殼202內(nèi)的電子組件的表面上。此外，可以將減少臭氧的材料施加到電子系統(tǒng)組件上，例如組件202-210。 類似地，可以在外殼202內(nèi)的任何數(shù)量的電子組件的表面上甚至是外殼內(nèi)表面上配備耐臭氧或抗臭氧涂層，減輕臭氧的影響。在一些實(shí)施方案中，EFA或EHD空氣冷卻系統(tǒng)或其它類似的離子作用裝置可以整合在一個(gè)工作系統(tǒng)中，如膝上型計(jì)算機(jī)、平板或臺(tái)式計(jì)算機(jī)、投影機(jī)或視頻顯示裝置等，其它的實(shí)施方案可采用子組件的形式。不同的特征可以與包含EFA或EHD裝置的不同器件使用，例如空氣轉(zhuǎn)換器、薄膜分離器、薄膜處理裝置、空氣微粒清潔機(jī)、影印機(jī)、以及用于例如電腦、膝上型電腦和手持電子器件的冷卻系統(tǒng)。一或多個(gè)器件包括以下其中之一計(jì)算裝置、投影機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)、收音機(jī)、錄音或錄像裝置、音頻或視頻播放裝置、通信裝置、充電裝置、逆變電源、光源、醫(yī)療裝置、家電、電動(dòng)工具、玩具、游戲機(jī)、機(jī)頂盒的控制面板、電視機(jī)和視頻顯示裝置。雖然前面描述了本發(fā)明的不同實(shí)施方案，可以理解的是，本發(fā)明的特征由后附的權(quán)利要求限定，而且這里沒(méi)有具體描述的其它實(shí)施方案也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1. 一種電子系統(tǒng)，包括 夕卜殼；在所述外殼內(nèi)的多個(gè)電子組件，所述多個(gè)電子組件各具有暴露于內(nèi)部氣流通道的表所述外殼具有入口和出口通風(fēng)邊界，與放置在所述外殼內(nèi)的EHD空氣推進(jìn)器一起沿著所述入口和出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑進(jìn)行內(nèi)部空氣通風(fēng)，其中所述流動(dòng)路徑的至少一部分經(jīng)過(guò)所述內(nèi)部氣流通道；和離子擋板，所述離子擋板被設(shè)置為阻礙離子從EHD空氣推進(jìn)器遷移到所述內(nèi)部氣流通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括邊界壁，所述邊界壁至少部分地限定所述內(nèi)部氣流通道；輔助通風(fēng)口，所述輔助通風(fēng)口被設(shè)置為允許所產(chǎn)生的至少一部分空氣流經(jīng)過(guò)所述內(nèi)部氣流通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電子系統(tǒng)，特征在于，所述輔助通風(fēng)口包括穿過(guò)所述邊界壁的開(kāi)
4.根據(jù)權(quán)利要求2的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板被定位為靠近所述輔助通風(fēng)口以阻礙離子遷移穿過(guò)其中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板被設(shè)置在所述EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中或靠近所述入口部分，以阻礙離子向所述輔助通風(fēng)口遷移。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電子系統(tǒng)，特征在于，還包括額外的離子擋板，其被設(shè)置為靠近所述輔助通風(fēng)口以進(jìn)一步阻礙離子從EHD空氣推進(jìn)器遷移到內(nèi)部氣流通道中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板被設(shè)置在所述EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中或靠近所述入口部分，以阻礙離子向內(nèi)部氣流通道遷移。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板包括一或多個(gè)表面，所述一或多個(gè)表面插入在所述EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極電極上游，處于所述內(nèi)部氣流通道和所述發(fā)射極電極之間的流動(dòng)路徑的一部分中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電子系統(tǒng)，特征在于，所述插入的離子擋板的一或多個(gè)表面被配置為收集和保留在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中從發(fā)射極電極遷移的電荷，使得另外的離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的電子系統(tǒng)，特征在于，所述插入的離子擋板的一個(gè)或多個(gè)表面與排斥電位耦接，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板包括可靜電充電的線、棒、 帶、格柵、網(wǎng)格和屏板中至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板包括沿著流動(dòng)路徑的可靜電充電的一或多個(gè)側(cè)壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板包括電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)的可靜電充電的表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)的靜電可充電的表面包括插入在流動(dòng)路徑中的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)軸、驅(qū)動(dòng)螺桿或蝸齒輪。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板至少部分地由電介質(zhì)或電氣隔離的導(dǎo)電材料形成，所述材料在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中積累靜電荷。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板至少部分地由與離子排斥電位耦接的導(dǎo)電材料形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板形成為流體可滲透的材料或由流體可滲透的材料形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板包括一或多個(gè)表面，所述一或多個(gè)表面插入在所述EHD空氣推進(jìn)器的集電極電極下游，處于所述集電極電極和所述內(nèi)部氣流通道之間的一部分流動(dòng)路徑中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的電子系統(tǒng)，特征在于，所述插入的離子擋板的一或多個(gè)表面與排斥電位耦接，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的電子系統(tǒng)，特征在于，所述插入的離子擋板的一或多個(gè)表面被配置為收集和保留在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中從發(fā)射極電極遷移或流過(guò)集電極電極的電荷，使得其它的離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述離子擋板包括離子排斥部分和相鄰的離子吸引部分，所述離子排斥和吸引部分密切靠近，但其定向使得所述離子排斥部分插入在位于發(fā)射極電極和內(nèi)部氣流通道之間的氣流中或沿著所述氣流插入。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料，所述材料放置在暴露于內(nèi)部氣流通道的表面上。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括抗臭氧或耐臭氧的涂層，所述涂層設(shè)在暴露于內(nèi)部氣流通道的表面上。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，由EHD空氣推進(jìn)器產(chǎn)生的空氣流的很大一部分通過(guò)所述內(nèi)部氣流通道抽出。
25.一種電子系統(tǒng)的通風(fēng)方法，該方法包括使用EHD空氣推進(jìn)器產(chǎn)生離子并在電場(chǎng)作用下加速所產(chǎn)生的離子，從而激發(fā)空氣流通經(jīng)過(guò)熱傳遞表面上并沿著外殼的入口與出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑流動(dòng)，其中所述空氣流的至少一部分經(jīng)過(guò)容納多個(gè)電子組件的內(nèi)部氣流通道；和靜電阻礙離子從EHD空氣推進(jìn)器遷移到內(nèi)部氣流通道。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，還包括在插入在流動(dòng)路徑中的表面上或沿著流動(dòng)路徑的表面上，收集和保留在EHD空氣推進(jìn)器的工作過(guò)程中從發(fā)射極電極遷移的電荷，使得另外的離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，還包括將插入在流動(dòng)路徑中或沿著流動(dòng)路徑的表面充電至排斥電位，使得離子或帶電微粒的遷移或流動(dòng)受靜電力排斥。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，所述內(nèi)部氣流通道相對(duì)于所產(chǎn)生的空氣流在所述EHD空氣推進(jìn)器的上游。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，所述內(nèi)部氣流通道相對(duì)于所產(chǎn)生的空氣流在所述EHD空氣推進(jìn)器的下游。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，還包括將空氣從所述內(nèi)部氣流通道抽到所產(chǎn)生的空氣流中，其中受靜電阻礙的離子遷移包括在EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極電極處產(chǎn)生的離子向內(nèi)部氣流通道的上游遷移。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，還包括通過(guò)內(nèi)部氣流通道排出一部分所產(chǎn)生的空氣流，其中所述靜電阻礙包括將在EHD空氣推進(jìn)器的集電極電極下游的所產(chǎn)生的空氣流中夾帶的離子或帶電微粒轉(zhuǎn)移離開(kāi)所述內(nèi)部氣流通道。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，還包括傳送所述空氣流的至少一部分通過(guò)內(nèi)部氣流通道，并經(jīng)過(guò)在所述內(nèi)部氣流通道中位于暴露的表面上的對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料之上。
33.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，特征在于，還包括傳送所述空氣流的至少一部分通過(guò)內(nèi)部氣流通道，并經(jīng)過(guò)在所述內(nèi)部氣流通道中位于暴露的表面上的抗臭氧或耐臭氧涂層。
34.一種制作產(chǎn)品的方法，該方法包括在電子裝置的外殼中設(shè)置EHD空氣推進(jìn)器，以沿著所述電子裝置外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑產(chǎn)生空氣流；在所述電子裝置的外殼內(nèi)提供設(shè)置于其中的離子擋板，以基本上阻礙在EHD空氣推進(jìn)器的發(fā)射極電極處產(chǎn)生的離子遷移到內(nèi)部氣流通道中。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，特征在于，還包括在邊界壁中提供輔助通風(fēng)口，所述邊界壁被設(shè)置為至少部分地限定所述內(nèi)部氣流通道。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，特征在于，還包括提供跨過(guò)或靠近所述輔助通風(fēng)口的可靜電充電的線、棒、帶、格柵、網(wǎng)格或屏板，以至少部分地限定所述離子擋板。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，特征在于，還包括在EHD空氣推進(jìn)器的入口部分中或靠近所述入口部分提供可靜電充電的表面，以收集和阻礙離子向內(nèi)部氣流通道的上游遷移。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，特征在于，所提供的可靜電充電的表面包括以下的至少一個(gè)線、棒、帶、格柵、網(wǎng)格和屏板；和沿著流動(dòng)路徑由電介質(zhì)材料形成的側(cè)壁。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，特征在于，還包括提供在EHD空氣推進(jìn)器的整個(gè)工作壽命中可連續(xù)操作多次的電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)，其中所述可靜電充電的表面包括插入在流動(dòng)路徑中的電極修整保護(hù)機(jī)構(gòu)的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)軸、 驅(qū)動(dòng)螺桿或蝸齒輪。
全文摘要
本發(fā)明描述的技術(shù)用于EHD型空氣推進(jìn)器與電子系統(tǒng)的整合，具體地說(shuō)，用于限制離子和/或帶電微粒滲入到內(nèi)部氣流通道中。在某些設(shè)計(jì)中，可能期望的是，允許甚至鼓勵(lì)EHD產(chǎn)生的空氣流穿過(guò)內(nèi)部氣流通道(無(wú)論是抽拉的或是強(qiáng)制的)，同時(shí)提供擋板阻隔在EHD工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的離子和/或帶電微粒的傳送。這種擋板可以采用靜電力來(lái)妨礙離子和/或帶電微?？邕^(guò)通風(fēng)口，所述通風(fēng)口被定位為允許空氣流來(lái)自或進(jìn)入內(nèi)部氣流通道。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102573411SQ201110371700
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者G·約瑟夫, K·霍納, M·舒維伯特, N·朱厄爾-拉森, R·戈德曼 申請(qǐng)人:德塞拉股份有限公司