专利名称：在内部气流通道和电动流体装置之间具有气流的电子装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及电动流体(EHD)型空气推进器与电子装置的整合，更具体地， 涉及用于限制离子和/或带电微粒渗入到内部气流通道中的技术。发明背景无论是电子、光学或机械的许多装置或系统可以包括、提供或需要空气或其它流体的强制流动。在某些情况下，强制流动用于冷却或者缓和由装置或系统内的热源所产生的热。在这种情况下，冷却或热量缓和可以有助于防止装置过热、减少热量的热点、对温度敏感装置提供所需的热稳定性、改善长期可靠性或者提供其它好处。在某些情况下，强制流动可以是所述装置或系统的主要功能。现有技术已经知道使用风扇、鼓风机或其它类似的机械式运动装置来提供冷却空气流；然而，这种装置一般工作寿命有限、往往会产生不希望有的噪音或振动、消耗功率或受其它设计问题困扰。此外，这种装置通常会对其提供冷却空气流的系统带来几何尺寸、夕卜形因素和/或布局等制约。现代消费电子装置的尺寸已成为重要的市场区别要素，这些制约特别对现代消费电子装置构成问题。在一些应用中，使用离子流式空气推进器例如电动流体(EHD)装置或电液动力 (EFD)装置可以使冷却效率提高，并且降低振动、功耗、电子器件温度和噪音的产生。这样的配置可以降低EHD装置的成本、减小装置尺寸、厚度或体积，并且在某些情况下可以改善电子装置的性能或用户的体验。EHD型空气推进器和其它类似的装置可产生离子、带电微粒和臭氧以及电磁干扰 (EMI)。一些电子系统组件可能会受到迁移或扩散至整个系统或外壳的离子、带电微粒或臭氧的不利影响。类似地，瞬间电弧或火花事件可能带来EMI迁移的挑战。在某些情况下，当系统的形状系数和间隔距离减少时以及当放置的EHD型空气推进器或其它类似的装置有利于在这种设计中精确地在需要的地方提供空气流时，潜在的不利影响可能会加剧。因此， 需要在本领域中寻求一种改进方案，减少将电子系统组件暴露于离子、带电微粒、臭氧和/ 或EMI或减少这些暴露的影响。
发明内容本发明总体上涉及电动流体(EHD)型空气推进器与电子装置的整合，更具体地， 涉及用于限制离子和/或带电微粒渗入到内部气流通道中的技术。在某些设计中，可能期望的是，允许甚至鼓励EHD产生的空气流穿过内部气流通道(无论是抽拉的或是强制的)， 同时提供挡板阻隔在EHD工作过程中可能产生的离子和/或带电微粒的传送。这种挡板可以采用静电力以妨碍离子和/或带电微粒跨过通风口，所述通风口被定位为允许空气流来自或进入内部气流通道。在某些情况下，静电挡板可以包括流体可渗透的网或格栅，所述网或格栅跨过所述通风口的大部分截面。在某些情况下，所述静电挡板只需要位于这种通风口附近，对可能被传送通过所述通风口的离子和带电微粒施加静电力。在某些情况下，静电挡板可以耦接到电源电压，从而获得所需的电位。在某些情况下，电介质或电气隔离的导电表面可以积累足够的电荷(例如通过离子撞击)，之后再施加所需的静电力并阻碍另外的离子和带电微粒传送通过所述通风口。通常，这种静电操作的挡板在这里被称为“离子挡板”。在按照本发明的一些实施方案中，电子装置包括外壳和容纳在所述外壳内的多个电子组件，它们各具有暴露于内部气流通道的表面。所述外壳具有入口和出口通风边界，与放置在所述外壳内的EHD空气推进器一起沿着所述入口和出口通风边界之间的流动路径进行内部空气通风，其中所述流动路径的至少一部分经过所述内部气流通道。离子挡板设置为阻碍离子从EHD空气推进器迁移到内部气流通道。在一些实施例中，所述电子装置还包括边界壁，其至少部分地限定了所述内部气流通道。设置辅助通风口是为了允许所产生的至少一部分空气流经过所述内部气流通道。 在某些情况下，所述辅助通风口包括穿过所述边界壁的开口。在某些情况下，所述离子挡板被设置为靠近所述辅助通风口以阻碍离子迁移穿过其中。在某些情况下，所述离子挡板被设置为在EHD空气推进器的入口部分中或靠近所述入口部分，以阻碍离子向辅助通风口迁移。在一些实施例中，所述电子装置还包括额外的离子挡板，其被定位为靠近所述辅助通风口以进一步阻碍离子从EHD空气推进器向内部气流通道迁移。在一些实施例中，所述离子挡板被设置在EHD空气推进器的入口部分中或靠近该入口部分，以阻碍离子向内部气流通道迁移。在一些实施例中，所述离子挡板包括一或多个表面，所述一或多个表面插入在EHD空气推进器的发射极电极上游，处于所述内部气流通道和所述发射极电极之间的流动路径的一部分中。在某些情况下，所述插入的离子挡板的一或多个表面被配置用于收集和保留在EHD空气推进器的工作过程中从发射极电极迁移的电荷，使得另外的离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。在某些情况下，所述插入的离子挡板的一个或多个表面与排斥电位耦接，使得离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。在一些实施例中，所述离子挡板包括以下至少一个可静电充电的线、棒、带、格栅、网格和屏板。在一些实施例中，所述离子挡板包括沿着流动路径的一或多个可静电充电的侧壁。在一些实施例中，所述离子挡板包括电极修整保护机构的可静电充电的表面。例如，在某些情况下，所述电极修整保护机构的可静电充电的表面包括插入在流动路径中的细长导轴、驱动螺杆或蜗齿轮。在一些实施例中，所述离子挡板至少部分地由电介质或电气隔离的导电材料形成，所述材料在EHD空气推进器的工作过程中积累静电电荷。在一些实施例中，所述离子挡板至少部分地由耦接到离子排斥电位的导电材料形成。在一些实施例中，所述离子挡板由流体可渗透的材料形成，或形成为流体可渗透的材料。在一些实施例中，所述离子挡板包括一或多个表面，所述一或多个表面插入在所述EHD空气推进器的集电极电极下游，处于所述集电极电极和所述内部气流通道之间的一部分流动路径中。例如，在某些情况下，所述插入的离子挡板的一或多个表面与排斥电位耦接，使得离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。在某些情况下，所述插入的离子挡板的一或多个表面被配置为收集和保留在EHD 空气推进器的工作过程中从发射极电极迁移或流过集电极电极的电荷，使得离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。在一些实施例中，所述离子挡板包括离子排斥部分和相邻的离子吸引部分，所述离子排斥和吸引部分密切靠近，但其定向使得所述离子排斥部分插入在位于发射极电极和内部气流通道之间的气流动中或沿着所述气流插入。在一些实施例中，所述电子装置还包括对臭氧具有催化作用或反应活性的材料， 所述材料放置在暴露于内部气流通道的表面上。在一些实施例中，所述电子装置包括抗臭氧或耐臭氧涂层，所述涂层设在暴露于内部气流通道的表面上。在一些实施例中，由EHD空气推进器产生的空气流的很大一部分是通过内部气流通道抽出的。在一些实施例中，由EHD空气推进器产生的空气流的很大一部分被强制通过内部气流通道。在根据本发明的一些实施例中，一种对电子装置通风的方法包括(i)使用EHD空气推进器产生离子并在电场作用下加速所产生的离子，从而激发空气流通经过热传递表面上并沿着外壳的入口与出口通风边界之间的流动路径流动，其中所述空气流的至少一部分经过容纳多个电子组件的内部气流通道；和(ii)静电阻碍离子从EHD空气推进器迁移到内部气流通道。在一些实施例中，该方法包括(在插入在流动路径中的表面上或沿着流动路径的表面上)收集和保留在EHD空气推进器的工作过程中从发射极电极迁移的电荷，使得另外的离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。在一些实施例中，该方法包括将插入在流动路径中或沿着流动路径的表面充电至排斥电位，使得离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。在某些情况下，所述内部气流通道相对于所产生的空气流在EHD空气推进器的上游。在某些情况下，所述内部气流通道相对于所产生的空气流在EHD空气推进器的下游。在一些实施例中，该方法包括将空气从内部气流通道抽到所产生的空气流中，其中受静电阻碍的离子迁移包括在EHD空气推进器的发射极电极处产生的离子向内部气流通道的上游迁移。在一些实施例中，该方法包括通过内部气流通道排出一部分所产生的空气流，其中所述静电阻碍包括将在EHD空气推进器的集电极电极下游的所产生的空气流中夹带的离子或带电微粒转移离开所述内部气流通道。在一些实施例中，该方法包括传送所述空气流的至少一部分通过内部气流通道， 并经过在所述内部气流通道中位于暴露的表面上的对臭氧具有催化作用或反应活性的材料之上。在一些实施例中，该方法包括传送所述空气流的至少一部分通过内部气流通道，并经过在所述内部气流通道中位于暴露的表面上的抗臭氧或耐臭氧涂层。在根据本发明的一些实施例中，一种产品制作方法包括(i)在电子装置的外壳中设置EHD空气推进器，以沿着所述电子装置外壳的入口和出口通风边界之间的流动路径产生空气流；和(ii)在所述电子装置的外壳内提供设置于其中的离子挡板，以基本上阻碍在EHD空气推进器的发射极电极处产生的离子迁移到内部气流通道。在一些实施例中，该方法包括在边界壁中提供辅助通风口，所述边界壁被设置为至少部分地限定所述内部气流通道。在一些实施例中，该方法包括提供跨过或靠近辅助通风口的可静电充电的线、棒、带、格栅、网格或屏板，以至少部分地限定所述离子挡板。在一些实施例中，该方法包括在EHD空气推进器的入口部分中或靠近所述入口部分提供可静电充电的表面，以收集和阻碍离子向内部气流通道上游迁移。在某些情况下，所提供的可静电充电的表面包括以下的至少一个线、棒、带、格栅、网格和屏板；和沿着所述流动路径由电介质材料形成的侧壁。在一些实施例中，该方法包括提供在EHD空气推进器的整个工作寿命中可连续操作多次的电极修整保护机构，其中所述可静电充电的表面包括插入在流动路径中的电极修整保护机构的细长导轴、驱动螺杆或蜗齿轮。。参照此处的描述、附图和附上的权利要求，能更好地理解这些和其它实施方案。
通过参照附图，本领域的技术人员可更好地理解本发明及其众多的目的、特征和优点。图IA所示为电动流体(EHD)流体流的某些基本原理的示意图。图IB所示为示范性EHD空气推进器装置的侧剖视图。图2A、2B、2C和2D所示为各种示范性EHD空气推进器和内部气流通道的平面图， 其中离子挡板被设置在辅助通风口中或毗邻辅助通风口，允许空气在内部气流通道和由 EHD产生的流动路径之间流动，但阻碍离子和/或带电微粒渗入所述内部气流通道。虽然在图2A、2B、2C和2D的配置中所示出的比例和形状系数让人想起平板型消费电子装置，但本领域技术人员可以认识到其适用于各种装置。图3和4所示为EHD空气推进器和在内部气流通道内各种组件的示范性面向膝上型计算机的配置的平面图。在图3中，离子挡板位于辅助通风口中或毗邻辅助通风口，允许空气在内部气流通道和由EHD产生的流动路径之间流动，但阻碍离子和/或带电微粒渗入所述内部气流通道。在图4中，离子挡板位于EHD空气推进器的入口部分或毗邻所述入口部分，阻碍离子和/或带电微粒迁移回到内部气流通道。图5所示为EHD空气推进器和在内部气流通道内各种组件的示范性平板型装置配置的平面图，其中离子挡板在EHD空气推进器的入口部分中、啦邻所述入口部分或者与所述入口部分结合为一体，阻碍离子和/或带电微粒迁移回到所述内部气流通道。图6(平面图)示出一个变型，其中除了位于入口部分的离子挡板之外，在辅助通风口处或毗邻辅助通风口设置额外的离子挡板，其允许在内部气流通道和EHD产生的流动路径之间的空气流。所述额外的离子挡板阻碍离子和/或带电微粒渗入到内部气流通道中。图7、8、9A、10和11所示为适用于这里所示的各种装置配置的示范性EHD空气推进器设计的侧剖视图。具体地说，在图7所示的EHD空气推进器设计中，适合沿着发射极电极上游的侧壁捕获和保留电荷的电介质提供了挡板以阻隔离子向上游迁移。图8增加了任选的离子槽(ion sink)，以增强位于EHD入口部分的离子挡板的性能。图9A提供了上游螺杆传动或蜗齿轮，提供了额外的上游电荷捕获和保留表面，所述表面成为位于EHD入口部分的离子挡板的一部分。图10和11显示了额外的侧壁部件，其有助于所示出的EHD通道的电场整形。图9B所示为上游螺杆传动或蜗齿轮的透视图，其可用于使支架(包括其电极修整保护和/或清洁表面)与示范性EHD空气推进器的发射极和集电极电极表面摩擦接合。在所示的配置中，螺杆传动或蜗齿轮提供额外的上游电荷捕获和保留表面，所述表面成为位于EHD入口部分的离子挡板的一部分。图中省略了电介质侧壁(参见相应的图9A)，以免妨碍内部视图。[0032]在不同附图中所用的相同参考符号表示相类似或相同的对象。
具体实施方式
一般的电动流体(EHD)流体加速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。一般地，EHD技术使用离子流原理来推动流体(例如空气分子)。本领域技术人员对EHD流体流的基本原理已有很充分的理解。因此，对简单的双电极系统中使用电晕放电原理的离子流作简要说明，这为下文的详细描述提供了基础。参照图IA所示，EHD原理包括在第一电极10 (常被称为“电晕电极”、“电晕放电电极”、“发射极电极”或只是“发射极”)和第二电极12之间施加高强度电场。在发射极放电区11附近的流体分子，例如周围的空气分子，在离子化后形成向第二电极12加速的离子16 流14，并与中性流体分子17碰撞。在碰撞期间，动量从离子16流14传递到中性流体分子 17，导致流体分子17沿箭头13所示的所希望的流体流动方向朝第二电极12相应地移动。 第二电极12有各种不同的称谓，如“加速电极”、“吸引电极”、“目标电极”或“集电极”。虽然离子16流14被第二电极12吸引，通常被第二电极12中和，但是中性流体分子17仍继续以一定的速度经过第二电极12。由EHD原理产生的流体运动也有各种不同称谓，如“电”、 “电晕”或“离子”风，被定义为由高压放电电极10附近的离子运动所导致的气体运动。虽然本说明书的重点放在电晕放电型装置，本领域技术人员可以理解，还可以采用其它的离子生成技术，诸如无声放电、AC放电、电介质势垒放电(DBD)等等的技术，一旦产生离子，所述离子依次在有电场的情况下被加速以及推动产生流体流。为了避免疑惑，发射机电极不需要在所有的实施例中都是电晕放电型的。也是为了避免疑惑，针对具体实施例所描述和显示的电源电压幅值、极性和波形(如果有的话)都仅是示范性的，在其它的实施例可以是不同的。通常，实际的EHD空气推进器实施方案可以包括电极的几何形状、通道设计和电场整形特征、EMI屏蔽和/或管道系统和热传递表面，它们已经被修改为适用于给定的应用或部署。图IB显示一个示范性EHD空气推进器的侧剖视图，所述EHD空气推进器用于具有薄的形状系数的消费电子装置。虽然本发明的实施例不需要使用类似于图1所示的或本文其它地方描述的EHD空气推进器设计，但本领域技术人员可以理解，这里描述的技术可以被适当修改，用于包括各种替代设计的EHD空气推进器的系统中。因此，鉴于上述情况，非限制性地在图1所示的EHD空气推进器中，在发射极电极 110和一对集电极电极112之间建立一个高强度电场。虽然为清晰起见省略了电源连接， 示例的电力线显示了各个离子被加速并产生净的下游流体流13的方向。结合以下图7、8、 9A、9B、10和11，将描述基本EHD空气推进器设计的其他细节和变型。但首先，我们转到离子挡板设计。图2A、2B、2C和2D显示各种示范性EHD空气推进器和内部气流通道配置以及流动拓扑结构的平面图，其中离子挡板位于辅助通风口处或毗邻辅助通风口。所述辅助通风口允许空气流在内部气流通道和EHD产生的流动路径之间流过，但阻碍离子和/或带电微粒渗入内部气流通道。在图2A、2B、2C和2D的配置中显示的比例和形状系数让人联想到平板型或智能手机型消费电子装置。然而，本领域技术人员将认识到，所示的离子挡板和此处描述的EHD空气推进器设计适用于各种装置。类似地，流动拓扑结构的设计纯粹是示范性的， 通风边界和内部组件的布置可以有广泛的设计变化以适应给定的实施方案或部署。在此处描述的基础上，本领域技术人员可以想到离子挡板的不同设计和(在这种不同设计中的) 合适定位，用于阻碍离子和在某些情况下带电微粒进入内部气流通道中。首先参看图2A，电子装置200包括外壳202，所述外壳容纳各种电子组件，例如微处理器204、图形单元206、电池208和显示器照明光源210，这些电子组件中任一个或全部可以在电子装置的工作过程中产生热量。外壳202进一步限定了内部气流通道212，其容纳上述电子组件的一个或多个。热管214或其它散热路径将热量从内部气流通道212中的一个或多个电子组件传递到一个或多个热传递表面216上，这些热传递表面位于由EHD空气推进器220推动产生的空气流218的路径中。需要注意的是，热管214和可能的热源是示意性图示的。因此，具体的图示并不意味着对从特定的热源(例如电子组件、照明光源)到热传递表面216的热传递路径上任何特定的拓扑结构有任何限制。反而，在此处描述的基础上，本领域技术人员可以认识到，为满足特定系统或装置的热传递需求而可以作出各种适当的拓扑变化。外壳202具有入口和出口通风边界222和224，EHD空气推进器220沿着在所述入口和出口通风边界222和2 之间的流动路径推动产生空气流。通常，期望的是限制离子迁移或渗入到内部气流通道212中。在EHD空气推进器 220的电晕放电条件下产生的离子进入内部气流通道212，可能形成不希望有的静电场或放电而对敏感的电子组件产生不利的影响。类似地，在某些情况下，积累的静电电荷可能不利地促成灰尘在表面上积累，继而增大暴露的导体对不希望有的放电事件的敏感性。在图 2A所示的配置中，在内部气流通道212中的电子组件与EHD空气推进器220基本上由边界壁226隔离开来。然而，在边界壁226中设置辅助通风口 230，允许经内部气流通道212抽出至少一些空气流到所述EHD产生的流动路径218中。设置的离子挡板2 跨过或靠近辅助通风口 230或在辅助通风口中，基本上阻碍了由EHD装置220产生的离子迁移穿过辅助通风口 230再进入内部气流通道212中。在所示的配置中，入口通风边界222A允许对内部气流通道212中的一个或多个电子组件(或经过其热传递表面)抽出空气流。需要注意的是，选择图中示出的入口通风边界222A位置(事实上是内部气流通道212中上述电子组件的位置)是为了简化图示。在此处描述的基础上，本领域技术人员应当明白，适用于特定系统和特定设计要求的通风边界和组件位置可以作出各种各样的变化。通常，离子挡板2 阻碍离子和/或带电微粒从边界壁2 的EHD空气推进器220 一侧传送到内部气流通道212。典型地，离子挡板2 通过静电排斥力工作。例如在某些实施方案中，电介质材料提供了一个表面(不论是平的、保形的或者配置为流体可渗透的格栅、网格、栅格或过滤器)，电荷在所述表面上积累再排斥相同电荷的离子和微粒。在一些实施例中，一或多个电介质表面由如杜邦公司(E. I.du Pont de Nemours and Company)生产的商标名KAPTON的聚酰亚胺材料形成(或者形成贴在下层表面或结构上的聚酰亚胺膜或带)。在一些实施例中，与地形成电隔离的导电材料可以同样积累电荷，用于静电排斥相同电荷的离子和带电微粒。[0044]在图2A的配置中，示出的离子挡板可设置在内部气流通道212的内部或外部、横跨从内部气流通道212抽出的空气流的路径、在气流通道或外壳表面上、或者适合静电阻碍离子穿过辅助通风口 230迁移或渗入到内部气流通道212的任何其它位置。在一些实施方案中，离子挡板可以包括充电的线、棒、栅格、屏板或网格，它们设在从内部气流通道212 抽出的空气流的路径中或与所述路径相邻，用于提供排斥性静电力。在一些实施方案中，阴离子挡板可以包括与地耦接的另一个表面，用于收集避开了相邻的主要静电排斥性离子挡板的离子或在系统别处产生的离子。因此，(在特定的离子挡板处)阻碍离子和/或带电微粒的迁移可以采用吸引或排斥、或二者。在一些实施方案中，可以将离子挡板表面(如平的、保形的或配置为流体可渗透的格栅、网、栅格或过滤器)与所需的电位(例如电源电压)耦接，提供所希望的静电排斥力。在某些情况下，离子迁移挡板2 可以与机械过滤器设在同样的位置上或者结合为一体。例如，在某些实施方案中，可以将可替换的或可清洗的泡沫、织物或其它合适的材料设置为微粒挡板，与离子挡板相邻。离子挡板2 的流体可渗透的格栅、网、栅格或过滤器配置可以横跨(或至少基本上横跨)辅助通风口 230的截面。然而，在一些实施例中，离子迁移挡板2 可以做成靠近辅助通风口 230的表面，无论是通过在其上积累的电荷还是通过主动充电到所需的电位， 它都排斥相同电荷的离子和微粒，要不然，所述离子和微粒将通过辅助通风口 230迁移到内部气流通道212中。在某些实施方案中，将辅助通风口 230和离子挡板2 设置在EHD空气推进器220 的上游，而空气流218或流动路径的下游自内部气流通道212起基本上是密封的。在一些实施方案中，将辅助通风口 230主要设在EHD空气推进器220的上游，这可以减少臭氧进入到内部气流通道212中。在一些实施方案中，内部气流通道内的正压力(例如由小型机械风扇提供，图中没有具体示出)可以进一步减少离子和/或臭氧进入内部气流通道212。可以在EHD空气推进器220的下游提供减少臭氧的材料。也可以在EHD空气推进器220和内部气流通道212之间提供EMI屏蔽，作为例如接地的导电表面栅、网格或栅格 (可以与离子挡板2 分开的或者结合为一体)，靠近或基本上跨过辅助通风口 230。合适的EMI屏蔽的一些例子包括铜带、铝或其它金属箔(如50-100微米)或含有导电涂层的塑料。可以对空气流配置作出任何变型。例如，参照图2A，空气流218可以与内部气流通道212的边缘部分大致平行地行进。可以提供多个EHD空气推进器220，例如，参照图2B所示，在入口和出口边界222和2M之间对气流218既推又拉。在一些实施例中，至少一部分空气流218可以穿过外壳202行进一段很短的路径，例如，如图2C所示，穿过外壳202的主要表面上的一个或多个入口通风边界222进入，并从相邻边缘上的一个或多个出口通风边界2M离开，或反之亦然。继续参考图2C，可以布置不同尺寸或配置的EHD空气推进器220 沿各条空气路径推动空气，包括穿过气流通道212的空气路径。可以在不同的装置配置中使用任何数量或组合的入口和出口配置。在一些变型中，如图2A、2B和2C所示，抽出的空气流218(或其一部分)可以穿过内部气流通道212的宽广表面或在所述表面之上，或者通过延伸穿过内部气流通道212的中央室或过道(例如在所述气流通道212的发热组件之上)。在这种配置中，辅助通风口230和离子挡板2 都设在相应的EHD空气推进器220的上游。基于图2A的上述描述，可以理解在每一种情况下辅助通风口 230和离子挡板228的设计和操作。最后，参照图2D，图中示出了图2A设计的一种变型，其中辅助通风口 230和离子挡板2 设置在EHD空气推进器220的下游。在所示的配置中，由EHD空气推进器220产生的一部分空气流流过内部气流通道212并经出口通风边界224A流出。例如，在一些实施方案中，这样的空气流跨过一个或多个电子组件(或经过其热传递面)，有利于内部气流通道的通风，由EHD产生的另一部分空气流流过主要的热传递表面216之上，并经出口通风边界 2 流出。在图2D所示的配置中，在EHD空气推进器220的集电极电极表面的下游，自由离子的数量通常是相当低的。然而，离子挡板228的作用是阻碍在产生的气流中可能夹带的带电微粒被传送通过辅助通风口 230。优选地，为提高热传递效率，辅助通风口 230和离子挡板2 在热传递表面216的上游。如前所述，可以对空气流配置作出任何变型，本领域技术人员可以理解合适的变型(包括类似于图2B和2C所示的变型)，其中辅助通风口 230在 EHD空气推进器220下游的空气流218中产生了一支流，其穿过内部气流通道212并经类似于图2D所示的出口通风边界224A流出。参照图3，图中示出了可以采用类似技术的一个示范性膝上型计算机外壳202。具体地说，外壳202包括容纳了各种电子组件204-208的内部气流通道212。在图3的示图中，电池341占据了外壳202内的很大一部分体积。如前所述，EHD空气推进器220在热传递表面216之上推动产生空气流218，排出由组件204或206产生的热量以及由热管214传递019)的热量。离子挡板2 阻碍离子从EHD装置220穿过例如在边界壁226中的辅助通风口 230迁移到内部气流通道212。在一些实施方案中，离子挡板2 横跨至少一部分辅助通风口 230和自内部气流通道212的空气流动路径，该离子挡板做成例如充电的或可充电的网格、屏板、丝、棒或栅格。在一些实施方案中，离子挡板228(或多个离子挡板部件) 可以沿着一部分流动路径策略性地放置，做成例如充电的或可充电的表面，该表面沿着朝向内部气流通道212的一条可能的离子迁移路径插入。在某些情况下，离子挡板228(或所提供的多个离子挡板部件之一)可以刚好放置在内部气流通道212里面。在某些情况下， 充电的或可充电的表面可以放置在或形成在外壳202或外壳内的管道之内表面上。如前所述，可以对电荷收集表面作出任何变型，提供静电排斥力。也如前所述，可以使用电介质材料、浮动导体以及甚至是主动充电的表面。在某些情况下，可以提供离子槽来捕获会避开排斥性离子挡板的离子。虽然可以由边界壁(至少部分地)限定内部气流通道，并使用离子挡板来管理离子迁移进入所述内部气流通道，其中该离子挡板位于所述边界壁内的辅助通风口中或邻近所述辅助通风口以阻碍离子渗入或迁移，但一些实施例可以(替换地或者或另外地)寻求在EHD空气推进器本身的入口处阻碍上游离子迁移。例如，图4显示类似于图3方案的另一个实施例，其中离子挡板(在这里是离子挡板228A)与EHD空气推进器220的入口大致上共同延伸，防止离子自EHD空气推进器220向上游迁移。如前所述，离子挡板228A可以是沿着空气流的充电的或浮动电位的网、屏板、电极或其它表面，减轻在所述空气流内的离子向上游迁移。在一些实施方案中，将离子挡板设置为靠近EHD空气推进器220，例如，紧接于所产生的空气流的上游。在一些实施方案中，可以使用一个以上的离子挡板228、228A或多种类型或实例的离子挡板228、228A来阻碍离子迁移到内部气流通道212。例如，一些实施例可以结合图3和4的特征，既提供设在EHD入口处的离子挡板228A，又提供设在边界壁内的辅助通风口中或邻近辅助通风口的离子挡板228。此外，在一些实施方案中，可以采用离子排斥表面和离子吸引表面两者，以更有效地从内部气流通道212排出离子。图5和6示出了与先前描述的平板型或智能手机型的比例和形状系数类似的配置。具体地说，图5示出了示范性装置配置(包括EHD空气推进器220和在内部气流通道 212中的多个组件)的平面图，其中离子挡板2 位于EHD空气推进器220的入口部分处、 与该入口部分相邻、或者与该入口部分结合为一体，阻碍离子和/或带电微粒迁移回到内部气流通道212中。图6 (平面图)显示一个变型，其中除了位于入口部分处的离子挡板 (此处为离子挡板228A)外，另一个离子挡板2 设在辅助通风口 230处或与辅助通风口 230相邻，允许从内部气流通道212抽出空气流至由EHD产生的流动路径218中，但会进一步阻碍离子和/或带电微粒从上游渗入到内部气流通道212。参照图2A、2B、2C、2D、3和/ 或4中详细描述的变型，可以理解图5和6的实施方案及其适当的变型。图7、8、9A、10和11所示为适用于此处示出的各种装置配置的示范性EHD空气推进器设计的侧剖视图。例如，根据示出的一或多个EHD空气推进器设计，可以提供图2A、2B、 2C、2D、3、4、5和/或6所显示和描述的EHD空气推进器220的实例。在每一种情况下，朝向图示的EHD空气推进器220变型的入口部分延伸的侧壁表面493可以由电介质材料形成。如前所述，电介质表面(在一些实施例中)可以由例如杜邦公司生产的商标名KAPTON的聚酰亚胺材料形成(或做成贴在下层表面或结构上的聚酰亚胺膜或带)。在EHD空气推进器工作期间，电源490在发射极电极491和集电极电极492 之间建立高电压(通常为几千伏电压)，其转而产生离子和在净下游方向499加速所产生的离子(与输送流体一起)。在附图中，发射极电极491耦接到电源490的正高压端(图中为3. 5千伏，具体的电压以及事实上任何电源电压波形都是设计选择的问题)，集电极电极 492接地。关于电源490的合适设计的说明，请参见美国专利US6，508，308，纳入其全部内容作为参考。鉴于在发射极电极491与集电极电极492的前沿表面之间存在相当大的电压和距离较短(可能是Imm或更小)，因此产生了强电场，对流体中带正电的离子(或颗粒) 施加净的向下游推动的力。电力线(一般地)表示所产生的电场的空间方面，所示的电力线的间距表示强度。尽管向下游的流动占主导地位，在发射极电极491处产生的一些电荷迁移到电介质表面493并留在那里，然后对额外的离子和带电微粒施加静电排斥力。以此方式，充电的电介质侧壁表面493整形EHD通道中的电场，并阻碍上游离子迁移。所产生的离子挡板向发射极电极491的上游延伸，提供在入口位置的离子挡板(如离子挡板228A，参见图4、5和 6)。因此，在一些实施方案中，位于EHD入口部分处的离子挡板可以与EHD空气推进器220 一体形成，或者在给定的设计或特定的供应链中，构成EHD空气推进器220的子部件。在一些实施例中，可以用另外的位于入口部分处的离子挡板(组件的某些阶段)来增强EHD空气推进器220。图7显示一种EHD空气推进器设计，其中电介质适于沿发射极电极491上游的侧壁捕捉和保留电荷，阻碍离子向上游迁移。在发射极电极491上游提供的这些表面整形先前描述的电场，在某些情况下对离子的上游迁移提供了适当的和足够的阻碍。例如，在图7 的示图中，提供的电介质表面493上倾向于积累正电荷(例如来自由发射极电极491的电晕放电型实例或其它地方所产生的离子)。由于电介质表面493没有提供有吸引力的接地路径，净的正电荷慢慢地积累，然后起着静电排斥相同电荷的作用。因此，电介质表面493 以静电方式操作，用作上游离子迁移的挡板。上游的电介质表面493也倾向于静电地屏蔽任何有吸引力的接地路径，从而整形先前描述的在朝向集电极电极492的主要下游方向中的电场。为了提高性能，在集电极电极492的前沿边缘和电介质表面493的相邻部分之间可以提供空气间隙。例如，在一些实施方案中，空气间隙可以是形成在电介质表面493上的浅沟槽。任选地，在一些实施方案中，可以在电介质表面493的上游进一步提供一或多条接地的导电路径，捕获有可能向上游迁移的离子。图8加设了任选的离子槽428，用于提高由电介质侧壁493所提供的位于EHD入口部分处的离子挡板的性能。在一些通风装置的实施方案中，这种接地的导电路径可以靠近入口通风边界。在图9A和9B所示的EHD空气推进器设计中，设置的托架在发射极和集电极电极表面091，492)的至少一部分上传送电极修整保护和/或清洁表面。在某些设计中，用于产生和引导所示托架的上游导螺杆或蜗齿轮430提供了额外的上游电荷收集表面，该表面成为在EHD入口部分处的离子挡板的一部分。在一些实施例中，作为所示的螺杆或齿轮的替代(或除了所示的螺杆或齿轮之外)，轴、杆或其它上游表面都可以作为电极修整保护和 /或清洁表面的引导件。这种引导件的充电的或可充电的表面同样可以提供排斥性离子挡板。具体来说，这种导螺杆、蜗齿轮、轴、杆或引导件的电介质表面或电气隔离的导电表面可以捕获和保留来自发射极电极491产生的离子的电荷，与本文描述的其它离子挡板一样， 这些电荷再提供排斥性静电力。如前所述，充电的或可充电的表面(此处是导螺杆或蜗齿轮430)可以设定为一个电压或允许电位浮动。虽然没有具体说明，所提供的额外的离子挡板表面可以进一步阻碍离子向上游迁移。例如，如前所述，充电的电介质或电气隔离的导电网状、格栅、栅栏或其它流体可渗透的结构可以吸引或排斥离子，它们可以跨过EHD模块的入口或邻近该入口，进一步阻碍离子向上游迁移。图10和11描述额外的侧壁特征，这些特征有助于在一些EHD空气推进器220的实施方案中进行电场整形。例如，在一些实施例中(如图10所示)，紧接在集电极电极492 的前沿边缘的上游在电介质表面493上形成的台阶496可以(在EHD工作过程中)产生积累电荷浓度的狭窄区域并藉此整形所述电场，使离子流转向绕过紧邻相应的集电极电极 492的前沿边缘的那部分电介质表面493。台阶496的凸表面轮廓处显示的局部电荷浓度倾向于遮盖最密切地靠近集电极电极492的前沿边缘的那部分些电介质表面493，以免电荷积累。其结果是，降低了这些最密切地靠近的那些部分可能发生的电弧静电放电。在一些实施方案中，如图11所示，在紧接集电极电极492的前沿边缘的上游的电介质表面493上既形成台阶496又形成浅沟槽495。如前所述，这种结构产生了积累电荷浓度的狭窄区域并藉此整形所述电场，使离子流转向绕过紧邻相应的集电极电极492的前沿边缘的那部分介质表面493。浅沟槽495提供了另一个空气间隙，限制电弧静电放电。[0068]附加的实施例本文所述的热量管理系统的一些实施方案采用EFA或EHD装置基于离子加速来产生流体流，通常为空气流，其中所述流体流是基于电晕放电导致离子加速而产生的。其它实施方案可以采用其它离子产生技术，根据此处提供的描述性内容是完全可以理解这些技术。使用热传递表面，由电子(如微处理器、图形单元等)和/或其它系统组件所散发的热量可以被转移到流体流中并且被散去。提供热传递路径(例如热管)将热量从内部气流通道中的热源转移到外壳内的一个位置(或多个位置)，在该位置(或多个位置)中由EHD装置(或多个EHD装置)所产生的空气流将流过热传递表面进行散热。在一些实施方案中，沿着流动路径的外壳和/或管道表面可以配备减少臭氧的材料。在某些应用中，对臭氧具有催化作用或反应活性的材料可以设置在暴露于内部气流通道的表面上。类似地，抗臭氧或耐臭氧涂层可以涂覆在暴露与内部气流通道的表面上。减少臭氧的材料可以包括臭氧催化剂、臭氧结合剂、臭氧反应剂或适合与臭氧反应、结合或以其它方式减少或隔离臭氧的其它材料。在一些实施方案中，减少臭氧的材料是选自以下组内的催化剂M (Mn)、二氧化锰(MnO2)、金(Au)、银(Ag)、氧化银(Ag2O)、和镍(Ni)的氧化物； 以及锰制备的氧化物。减少臭氧的材料可以施加在外壳内表面上和/或在外壳202内的电子组件的表面上。此外，可以将减少臭氧的材料施加到电子装置组件上，例如组件202-210。 类似地，可以在外壳202内的任何数量的电子组件的表面上甚至是外壳内表面上配备耐臭氧或抗臭氧涂层，减轻臭氧的影响。在一些实施方案中，EFA或EHD空气冷却系统或其它类似的离子作用装置可以整合在一个工作系统中，如膝上型计算机、平板或台式计算机、投影机或视频显示装置等，其它的实施方案可采用子组件的形式。不同的特征可以与包含EFA或EHD装置的不同器件使用，例如空气转换器、薄膜分离器、薄膜处理装置、空气微粒清洁机、影印机、以及用于例如电脑、膝上型电脑和手持电子器件的冷却系统。一或多个器件包括以下其中之一计算装置、投影机、复印机、传真机、打印机、收音机、录音或录像装置、音频或视频播放装置、通信装置、充电装置、逆变电源、光源、医疗装置、家电、电动工具、玩具、游戏机、机顶盒的控制面板、电视机和视频显示装置。虽然前面描述了本发明的不同实施方案，可以理解的是，本发明的特征由后附的权利要求限定，而且这里没有具体描述的其它实施方案也落在本发明的范围内。
权利要求1.一种电子装置，包括 夕卜壳；在所述外壳内的多个电子组件，所述多个电子组件各具有暴露于内部气流通道的表面，所述外壳具有入口和出口通风边界，与放置在所述外壳内的EHD空气推进器一起沿着所述入口和出口通风边界之间的流动路径进行内部空气通风，其中所述流动路径的至少一部分经过所述内部气流通道；和离子挡板，所述离子挡板被设置为阻碍离子从EHD空气推进器迁移到所述内部气流通道。
2.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述电子装置还包括 边界壁，所述边界壁至少部分地限定所述内部气流通道；辅助通风口，所述辅助通风口被设置为允许所产生的至少一部分空气流经过所述内部气流通道。
3.根据权利要求2的电子装置，特征在于，所述辅助通风口包括穿过所述边界壁的开
4.根据权利要求2的电子装置，特征在于，所述离子挡板被定位为靠近所述辅助通风口以阻碍离子迁移穿过其中。
5.根据权利要求2的电子装置，特征在于，所述离子挡板被设置在所述EHD空气推进器的入口部分中或靠近所述入口部分，以阻碍离子向所述辅助通风口迁移。
6.根据权利要求5的电子装置，特征在于，还包括额外的离子挡板，其被设置为靠近所述辅助通风口以进一步阻碍离子从EHD空气推进器迁移到内部气流通道中。
7.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板被设置在所述EHD空气推进器的入口部分中或靠近所述入口部分，以阻碍离子向内部气流通道迁移。
8.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板包括一或多个表面，所述一或多个表面插入在所述EHD空气推进器的发射极电极上游，处于所述内部气流通道和所述发射极电极之间的流动路径的一部分中。
9.根据权利要求8的电子装置，特征在于，所述插入的离子挡板的一或多个表面被配置为收集和保留在EHD空气推进器的工作过程中从发射极电极迁移的电荷，使得另外的离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。
10.根据权利要求8的电子装置，特征在于，所述插入的离子挡板的一个或多个表面与排斥电位耦接，使得离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。
11.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板包括可静电充电的线、棒、 带、格栅、网格和屏板中至少一个。
12.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板包括沿着流动路径的可静电充电的一或多个侧壁。
13.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板包括电极修整保护机构的可静电充电的表面。
14.根据权利要求13的电子装置，特征在于，所述电极修整保护机构的静电可充电的表面包括插入在流动路径中的细长导轴、驱动螺杆或蜗齿轮。
15.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板至少部分地由电介质或电气隔离的导电材料形成，所述材料在EHD空气推进器的工作过程中积累静电荷。
16.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板至少部分地由与离子排斥电位耦接的导电材料形成。
17.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板形成为流体可渗透的材料或由流体可渗透的材料形成。
18.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板包括一或多个表面，所述一或多个表面插入在所述EHD空气推进器的集电极电极下游，处于所述集电极电极和所述内部气流通道之间的一部分流动路径中。
19.根据权利要求18的电子装置，特征在于，所述插入的离子挡板的一或多个表面与排斥电位耦接，使得离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。
20.根据权利要求18的电子装置，特征在于，所述插入的离子挡板的一或多个表面被配置为收集和保留在EHD空气推进器的工作过程中从发射极电极迁移或流过集电极电极的电荷，使得其它的离子或带电微粒的迁移或流动受静电力排斥。
21.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述离子挡板包括离子排斥部分和相邻的离子吸引部分，所述离子排斥和吸引部分密切靠近，但其定向使得所述离子排斥部分插入在位于发射极电极和内部气流通道之间的气流中或沿着所述气流插入。
22.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述电子装置还包括对臭氧具有催化作用或反应活性的材料，所述材料放置在暴露于内部气流通道的表面上。
23.根据权利要求1的电子装置，特征在于，所述电子装置还包括抗臭氧或耐臭氧的涂层，所述涂层设在暴露于内部气流通道的表面上。
24.根据权利要求1的电子装置，特征在于，由EHD空气推进器产生的空气流的很大一部分通过所述内部气流通道抽出。
专利摘要本实用新型描述的技术用于EHD型空气推进器与电子装置的整合，具体地说，用于限制离子和/或带电微粒渗入到内部气流通道中。在某些设计中，可能期望的是，允许甚至鼓励EHD产生的空气流穿过内部气流通道(无论是抽拉的或是强制的)，同时提供挡板阻隔在EHD工作过程中可能产生的离子和/或带电微粒的传送。这种挡板可以采用静电力来妨碍离子和/或带电微粒跨过通风口，所述通风口被定位为允许空气流来自或进入内部气流通道。
文档编号H05K7/20GK202310448SQ20112045853
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月11日
发明者G·约瑟夫, K·霍纳, M·舒维伯特, N·朱厄尔-拉森, R·戈德曼 申请人:德塞拉股份有限公司