CN102858461A - 在电动流体加速器装置中的电极修整保护 - Google Patents

Abstract

利用清洁装置(104，106，204，206，404，504，506，704，706，804，806，904，906，1002)执行修整保护电极的操作，以从电动流体装置或其它离子流产生装置的电极表面上去除有害物质或防止有害物质形成。修整保护材料(304，810，910)被沉积在电极(102，202，302，508，708，808，908，1008)上，以至少部分地缓解在电极上的侵蚀、腐蚀、氧化、枝晶形成或臭氧产生。修整保护材料可以通过一个或多个清洁块或擦拭器的磨损部分沉积。清洁块的组分可以被选择为足够硬以在选定的压力下去除有害物质，且又足够柔软而可磨损的，从而将修整保护层沉积在电极表面上。修整保护材料可以按固态或液态来施加。所施加的修整保护材料包括以下材料的至少一种：银、钯、铂、锰、镍、锆、钛、钨、铝、前述金属的氧化物或合金、碳以及在等离子体条件下分解的有机金属材料。

Description

在电动流体加速器装置中的电极修整保护

技术领域

本申请总体上涉及在例如电动流体加速器和静电除尘器的电动流体装置或静电装置中的电极原位修整保护(conditioning)。

背景技术

许多电子装置和机械操作的装置需要气流以通过对流来帮助冷却某些操作系统。冷却有助于防止装置过热和提高长期可靠性。已经知道，可以使用风扇或其它类似的移动机械装置来提供冷却的空气流，但这样的装置通常具有有限的工作寿命，产生噪音或振动，浪费功率或具有其它设计问题。

离子流式换气装置例如电动流体(EHD)装置或电液动力(EFD)装置的使用可以提高冷却效率，并且降低振动、功耗、电子装置温度和噪音的产生。这可以降低总体装置寿命成本、装置尺寸或体积，并且可以改善电子装置的性能或用户的体验。

在使用发射极或集电极电极的许多EHD或EFA装置和其它类似装置中，如硅树突的有害物质、表面污染物、粒状或其它碎片可能会堆积或形成在电极表面，并且可能会降低这些装置的性能、效率和寿命。特别是，硅氧烷蒸气在等离子体或电晕环境中会分解和在电极上形成固态的硅沉积，例如在发射极电极或集电极电极上。这种硅石污染物的积聚可以降低电源效率，引起火花或降低击穿电压，并导致装置故障。

因此，需要寻求对电极表面的清洁和修整保护的改进方案。

发明内容

使用流体的离子化运动原理构建的设备在文献中分别由不同的设备表示，如离子风机、电动风机、电晕风泵、电液动力学(EFD)设备、电动流体(EHD)推进器和EHD气泵。该技术的某些方面也在如静电空气净化器或静电除尘器设备中得到了利用。

在本申请中描述和说明的设备实施方案被称为电动流体加速器装置，适合用作热量管理解决方案中的部件以对由其中之一的电子电路产生的热量进行散热。在下文中描述了静电除尘器设备的一些实施方案。

已经发现，对EFA、EHD或类似的离子移动或流动产生装置的电极进行修整保护以抑制沉积物或有害物质的积聚以及便于去除沉积物是有可能的，这是因为沉积物在修整保护后的电极表面上具有较低的粘附性。还发现，在枝晶形成过程中碳的存在会导致所述枝晶对形成表面具有较低的粘附性。可以通过将修整保护材料施加到电极上、或者通过在电极周围的环境中引入碳来提供碳。在某些情况下，含碳的清洁装置例如擦拭器、刷子或刮刀可以用于去除在电极上积聚的有害材料，并进一步在电极上沉积碳涂层或其它修整保护材料，以减少表面粘附和便于随后的有害物质去除。

在一些实施方案中，可以在机械清洁电极的过程中形成耐腐蚀层。在一些实施方案中，碳材料如石墨提供了抗氧化和抗离子轰击(例如在等离子体环境中)的其它功效，和/或可以润滑电极以防止损坏表面金属涂层。起修整保护作用的牺牲涂层可以保护下面的金属免受离子轰击或等离子体侵蚀。碳涂层还提供了低粘附性的表面涂层以防止沉积物粘附。优选地，可以选择清洁装置的硬度，以在不损害下面的金属电极涂层的情况下实现对有害物质的有效去除。定期的或重复的修整保护可以减少或防止有害材料或电极氧化的逐渐积聚。

在一些实施方案中，一种装置包括电极和清洁装置，该电极能够获得能量相对于至少一个另外电极产生或推动离子，藉此推动流体流动，所述清洁装置被定位为与所述电极的至少一部分表面摩擦接合。所述清洁装置和电极中之一可以相对于另一个移动，以从所述电极去除有害物质，而电极修整保护材料经由所述清洁装置和电极中之一的运动而原位沉积在所述电极上。

在某些情况下，所述修整保护材料通过所述清洁装置上的磨损层、磨损垫和磨损插入物之一而沉积。

在一些实施方案中，清洁装置包括与电极接触的相对置的第一和第二清洁块。在某些情况下，所述清洁块限定了一个基本上非线性的电极引导件，从而在所述清洁装置和电极中之一的运动过程中使所述电极弹性变形。

在一些实施方案中，所述修整保护材料包括降低臭氧材料，例如催化剂、活性炭或其它材料，选择的这些材料可以使臭氧分解或与臭氧合并。在一些实施方案中，选择的修整保护材料至少部分地缓解以下情况的至少一种：电极的侵蚀、腐蚀、氧化、硅石粘附、枝晶形成或其它有害物质的机械粘附。在某些情况下，修整保护材料包括以下材料的至少一种：银、钯、铂、镁、锰、镍、锆、钛、钨、铝、它们的氧化物或合金、碳、和在等离子体条件下或在离子轰击条件下分解的有机金属材料。

在某些情况下，至少清洁装置的前沿部分被构造为用于清洁所述电极，且至少清洁装置的尾部部分包括修整保护材料的磨损块。在某些情况下，清洁装置限定了一个或多个带有修整保护材料的通道。

在某些情况下，所述电极是集电极和发射极电极中之一。在某些情况下，响应于检测到的事件和测量设备运行参数发生变化之一，所述电极或清洁装置是可移动的。

在某些应用中，本发明的特征在于一种修整保护电极的方法，所述电极可以获得能量以生成或推动离子并藉此推动流体流动。该方法包括使清洁装置定位为摩擦接合所述可获得能量的电极的至少一部分表面。该方法还包括移动所述清洁装置和所述电极中至少一个以藉此从所述电极去除有害物质；和在所述电极上原位沉积电极修整保护材料。

在某些应用中，电极修整保护材料包括降低臭氧材料，例如，催化剂或可以与臭氧合并的材料。在一些应用中，沉积的修整保护材料形成牺牲涂层，所选择的牺牲涂层减轻在等离子体环境中或被离子轰击时的电极氧化。例如，氧化银可以既用作牺牲涂层，又使臭氧还原。

在某些情况下，所述修整保护材料经由清洁装置和电极中至少一个的运动由清洁装置沉积。

在某些情况下，修整保护材料包括在运动过程中提供给清洁装置的液体。

在某些应用中，修整保护材料的沉积包括将修整保护材料芯吸(wicking)到电极表面。在某些情况下，该方法包括在芯吸过程中加热电极。在某些情况下，电极的加热通过使用电源和控制器进行，以修饰沉积的修整保护材料的组分、形态和表面粘附性中至少一个。

在一些实施方案中，该装置被安装到包括控制器的电子设备中，所述控制器可操作以启动所述清洁装置和所述电极中之一的运动，从而将修整保护材料沉积到电极上。

在一些实施方案中，修整保护材料形成碳涂层，选择的碳涂层用于抑制污染物的积聚或提供低的粘附特性以利于有害材料的清除。在电极表面上使用碳涂层或含碳材料的涂层可以降低有害材料对电极的粘附性，并可以改善从电极上去除有害物质。

在一些实施方案中，使用含碳的机械清洁装置清洁电极。在某些情况下，清洁装置包括刷子。在某些情况下，清洁装置包括刮刀或擦拭器。在某些情况下，清洁装置被配置和安排为与电极接合以机械地去除在电极上积聚的有害物质。含碳的刷子或刮刀被进一步配置和安排为在清洁过程中在所述电极上沉积一部分碳。

在某些情况下，在电极上沉积的碳更新了在电极上的碳涂层。碳涂层降低了枝晶或其它有害物质与电极的粘附，并有利于随后去除积聚的这种有害物质。

沉积的碳，例如石墨或其它软质碳材料，还可以在随后的机械清洁过程中提供润滑。具体地，这种润滑在清洁过程中保护了电极的表面金属涂层以免受到机械磨损。因此，碳涂层和表面金属涂层在等离子体环境和在清洁操作期间保护了下面的金属。

在一些实施方案中，机械清洁装置被配置为在电极上保持预定的保形层厚度。例如，机械清洁装置可被配置为去除或施加保形层以达到目标的保形层厚度。保形层表现为抑制沉积物粘附的疏硅表面。保形层还可以减轻下面金属涂层的侵蚀。

在一些实施方案中，机械清洁装置包括与所述电极摩擦接合的两个互补的清洁块。在某些情况下，所述清洁块经受夹持力或被施加力以保持所述清洁块与所述电极之间的接触。在一个特定的实施方案中，所述夹持力由绕所述清洁块缠绕的弹簧产生。在某些情况下，所述清洁块形成裂开的环，且所述夹持力由绕所述环缠绕的盘簧产生。

在某些情况下，所述清洁装置包括互补的清洁块，其具有第一清洁表面(例如固定的前沿轮廓面)和沿着清洁块的中央部分或尾部的修整保护表面。在某些情况下，清洁和修整保护操作由相同的清洁装置表面执行。

在一些实施方案中，清洁装置被配置为在至少第一行进方向中去除有害物质和在至少第二行进方向中修整保护含保形层的电极。例如，所述清洁块可以在第一个力的作用下在第一行进方向中用第一清洁接触表面接触所述电极，在第二个力的作用下在第二行进方向中用第二磨损修整保护材料表面接触所述电极。因此，在某些情况下，所述清洁和修整保护操作都依赖于所述清洁装置沿电极行进的方向。

在一个特定的实施方案中，清洁块接触或压力的程度可以沿方向变化，以便例如在第一方向中保持紧密公差轮廓的行进，并且在第二方向中保持分开的行进。因此，在某些情况下，两个清洁块之一或全部被迫使或保持为在第一行进方向中以第一组互补的清洁块表面与所述电极摩擦接合，且在第二行进方向中以第二组互补的清洁电极块表面与所述电极摩擦接合。在一个特定的情况下，所述清洁块和电极之间的定向摩擦阻力可以迫使所述清洁块在清洁和修整保护位置之间移动。

在电极上的任何灰尘、枝晶生长或其它有害物质可以通过使用沿电极表面行进的刷子、擦拭器或珠子而去除。在某些情况下，所述刷子、擦拭器或珠子可以是由例如聚合物等软材料制成的，以防止磨损电极。

在一些实施方案中，所述第一电极和所述另外电极构成与电子设备的发热装置热耦合的散热管理组件的至少一部分。在某些情况下，响应于检测到低的热量占空比、电子设备的电源导通周期和电源关断周期之一，所述第一电极和清洁装置中至少一个是可移动的。

在一些实施方案中，所述电极和清洁装置被装入以下其中一项：计算设备、影印机、打印机和空气净化器。

下面参考附图进行详细描述，所述附图通过图示说明其中可以实施本发明构思的具体方面和实施方案。也可以利用其它的配置和实施方案，并且可以在结构、逻辑和电气上作出改变，而不会背离所披露的实施方案的范围。不同的实施方案不一定是相互排斥的，因为一些实施方案可以与一个或多个其它实施方案结合起来形成新的实施方案。

附图说明

图1显示根据各种实施方案的具有滑动清洁装置的电极的侧视图。

图2说明根据各种实施方案的权利要求1的装置的端部(end on)剖视图，用于显示清洁装置的实施方案。

图3说明根据各种实施方案的在电极上的修整保护材料涂层的实施方案的剖视图。

图4说明根据各种实施方案的具有清洁装置的平面电极。

图5说明根据各种实施方案的用于修整一个电极的清洁块。

图6显示图5中的清洁块的沿线A-A的剖视图。

图7说明根据各种实施方案的用于修整保护电极的清洁块。

图8显示根据各种实施方案的含有用于修整保护电极的修整保护材料插入物的清洁块。

图9显示根据各种实施方案的含有用于修整保护电极的修整保护材料插入物的清洁块。

图10显示根据各种实施方案的用于沿电极传送所述清洁块的托架。

图11描述使用本文所述的各种实施方案的电子系统。

具体实施方式

使用EFA或EHD空气冷却系统或类似装置与机械式空气冷却系统(如风扇)相比，振动较小、电子设备温度降低以及产生的噪音较小。在某些情况下，设备的效率可能受到例如硅石枝晶、表面污染物、颗粒或其它碎片等有害物质的影响，所述有害物质可以引起电压变化、电弧和空气流动效率中的电源损失。对电极进行清洁可以减少这些问题、提高寿命运营成本并提高工作效率。

在一些实施方案中，例如擦拭器的清洁装置可以以一定压力保持靠在所述电极上和/或相对于所述电极移动，从而通过机械方式去除有害物质，不会磨损或者损坏所述电极。在某些情况下，电极移动经过擦拭器。擦拭器的组分可以选择为足够硬以在选定的压力下去除有害物质组成，但又足够柔软，不会损坏电极。擦拭器或另外的修整保护装置将修整保护材料沉积在电极上。例如，擦拭器可以包括修整保护材料的磨损块以在修整保护过程中在电极表面上留下低粘层或不粘层。在某些情况下，修整保护材料的组分可以被选择为在电极上形成部分导电的层。在某些情况下，修整保护材料可以选择为至少部分地减轻侵蚀、腐蚀、枝晶形成、氧化和臭氧。

所施加的修整保护材料层与电极表面在构形上可以是相符合的，或者可以部分地涂覆在所述表面上以及使所述表面光滑。所述层可以提供电极侵蚀控制、减慢有害物质和枝晶形成的速率、和减少可以导致电极产生电弧的尖角。因为碳表面的粘附性通常较低，所述层可以由含碳的化合物形成，选择成抑制污染物的积聚和便于去除积聚的污染物。

在各种实施方案中，清洁和/或修整保护操作可以用刷子、旋转刷、顺应或保形表面、或者例如刮刀或擦拭刀片的边缘、或具有足够柔软度的材料来完成，不会磨损、划伤或损坏所述电极的表面。

在一些实施方案中，可以在清洁过程中使用磨损的碳擦拭器刀片来施加碳涂层，从而在形成或更新修整保护涂层的同时去除有害物质。软质碳材料(如石墨)的润滑作用也可以在擦拭过程中和在离子轰击下的操作过程中(例如在诸如电晕装置的等离子体环境中)进一步减少电极的损坏。

清洁装置或擦拭器可以由两个或两个以上的清洁块形成，它们抵靠在电极表面的至少一部分上。例如，在某些情况下，电极是导线，且清洁块可以包括在清洁块上的石墨插入物或石墨层。清洁块可以相向地压在所述导线的相对两侧上，所述导线电极相对于所述清洁块的运动可以磨损所述石墨以在所述导线的各部分上形成部分碳层。

在特定的情况下，通过让含有石墨修整保护材料的清洁块沿所述导线的圆周旋转或螺旋旋转，同时沿所述导线的长度行进，可以基本上对所述导线进行擦拭和修整保护。当擦拭操作每隔选定的时间间隔进行时，可以在清洁块的磨损修整保护材料中摩擦出一个凹槽，使得所述清洁块最终可以围绕所述导线相互接触。根据需要，可更换所述清洁块的磨损修整部分或整个清洁块。另外，在一些实施方案中，清洁块可以是顺应的，使得在所述清洁块上施加压力会导致所述清洁块围绕所述导线变形。

参考图1，清洁系统100的一个实施方案包括电极102和机械清洁装置或“擦拭器”，所述机械清洁装置包括在电极102的相对两侧的两个相对置的清洁块104和106。本发明不限于如图所示的两件式清洁装置，而是可以包括单件式滑动清洁装置(例如梭子、珠子、刷子)或多个清洁珠子和表面。所述电极不限于导线电极，而是可以包括平面电极、细长电极和其它形状的电极。

包括清洁块104/106的清洁装置可以与电极102沿直线运动108或旋转运动110或它们的结合(同时或顺序地)保持接触地移动。例如，清洁块104/106可以沿着电极102的长度平移或者被可移动的托架驱动，如下面结合图10所述。

替换地，电极102可以被传送经过清洁块104/106。因此，有害物质的去除和/或电极的修整保护(统称为“清洁”)可以通过电极102和/或清洁块104/106中任一个的运动来完成。例如，电极102可以是绕驱动滑轮链接的环状回路。另外，在某些情况下，从供应线轴拉出新的导线长度，并将用过的长度收集在接收线轴上就可以定期地更新磨损或污染的电极。在某些情况下，新的电极长度可以通过其它送料机构提供或者可以简单地手动更换。在固定次数的清洁周期之后、在预定的使用期限之后、或在检测到性能恶化之后可以提供新的电极。因此，可以使用致动器来移动所述电极和清洁块中至少一个。

在一些实施方案中，在不使用电极时进行清洁/修整保护。另外，清洁动作可以连续地或每间隔一段时间进行。在某些情况下，可以由控制器基于一个或多个以下条件而启动修整保护或清洁操作：施加的电压电平、测量的电势、通过光学装置确定存在污染、检测到事件或性能参数、或表明对电极102进行机械清洁能带来好处的其它方法。

图2显示含有电极202的清洁系统200的端部(end on)剖视图，其中所述清洁块一个或两个或者所述清洁装置的部分204和206都通过施加的力F而被压在所述电极202上。所施加的力F可以由弹簧、可压缩的泡沫块、磁斥力、边缘场、电磁阀、电动斥力、或者是可以在清洁块204/206和电极202之间提供选择的接触力的任何其它装置提供。力F可以在选定的时间以选定的压力施加。例如，在特定情况下，将清洁块204/206之一连接到托架或其它支持结构的泡沫垫板上，可以将相应的块压靠在电极204或者压靠在另一相对的块上。

可以看出，在附图中，块204不需接触块206。在块204和206由可磨损的或相对较软的材料(如石墨)形成的情况下，在施加的力F产生的压力下，操作清洁装置200可以去除与电极202相邻的区域中一些块材料，导致在两个块中形成槽或加深槽，如图所示。例如，清洁块204和206可以被分开一个间距212，该间距随着时间而减小，所述块最终达到相互接触。

因此，从电极202的表面去除有害物质或者在电极202的表面沉积修整保护材料的功效可能随着时间的推移而减少。在这一点上，用户可以更换块204和206中的一个或两个，或者其中的任何部分，例如，磨损修整保护材料插入物或垫。替换地，在某些情况下，使用顺应的块材料，使得在块上施加的压力会导致所述块绕电极变形，藉此可以延长所述块的寿命。

应当指出的是，因为两个块之间的间距，如图1中沿电极202的长度用参考数字108表示的以线性方式移动块204和206(即进入和离开图2的纸面)可能不会完全地去除在表面上的所有有害物质、碎片污染或枝晶。在某些情况下，可能需要使用图1中的圆周运动110与直线运动108相结合，以对电极提供更全面的覆盖。

图3显示具有碳修整保护材料涂层304的电极的剖视图，所述碳修整保护材料涂层304通过例如将软碳块沿图1的线性方向108滑动或者以图1的旋转方式110绕电极302滑动而形成。在这个实施方案中，清洁块(未显示)还可以用作修整保护表面，在电极302上留下修整保护材料涂层304。图中所示的涂层304为单一层，但本发明不限于这个方案，它也可以是多层，其中每层如前所说在连续的清洁操作过程中形成。

涂层304可以通过使用擦拭器刮片、清洁块和/或多个修整保护材料表面由多种修整保护材料形成或由多层修整保护材料层形成。在一个特定的情况下，在清洁块中限定的多个腔或通道用于保持沉积在电极上的修整保护材料。涂层材料可以是均匀的材料、多层不同材料、由擦拭在电极302上的两种不同材料组合所形成的材料、或通过化学作用或等离子体反应所形成的材料。

在某些情况下，响应于修整保护材料的加热，修整保护材料从固相升华到气相。

在一些实施方案中，修整保护材料通过芯吸(wicking)而施加在电极上，例如，利用清洁块中形成的毛细管道。替换地，所述电极本身可以从储存池或其它源沿电极一部分芯吸所述修整保护材料，所述清洁块可以沿电极进一步扩展所述修整保护材料。加热电极可以协助这种芯吸和扩展。

修整保护材料层304提供了牺牲层或保护性涂层。该涂层不需要在电极302的整个操作表面上是连续的。在某些情况下，涂层可提供低粘连或“不粘”的表面，或可以具有排斥硅石的表面属性，硅石是枝晶形成物中的常见材料。作为例子，修整保护材料层304可以包括碳(例如石墨)，可以降低枝晶和其它有害物质的粘附，并可以减慢它们的形成速率，以及更容易以机械方式去除任何污染物。修整保护材料层304可用作为牺牲层，被等离子体环境氧化或侵蚀。对该牺牲层进行补给，保护了可能被侵蚀或变薄的下层电极金属如钨或其它保护性涂层。

在一些实施方案中，层304的材料可以选择为具有还原臭氧的功能，例如，还原所述装置产生的臭氧。作为例子，可以使用含银(Ag)的材料，还原在空气流中的臭氧。银也可以用来防止硅石生长。

通过施加的压力和擦拭表面的组分形成其厚度约等于侵蚀厚度的涂层，藉此可以控制在擦拭操作过程中层304的再施加。因此，修整保护材料层304可以反复地被侵蚀和再形成。

图4说明具有滑动清洁装置404的平面电极402。滑动清洁装置404可以包括修整保护材料，例如软的含碳材料，如石墨406，它可以在电极402的一部分表面上沉积为一层406(为便于理解而未不单独显示)。修整保护材料可以是磨损层，例如石墨垫、插入物或层。替换地，清洁装置402的主要成分可以基本上由块状修整保护材料形成，例如，如前所述的固态可磨损的石墨清洁块。

清洁装置404可以是任何形状的，不限于图示的圆柱形形状。清洁装置404可以从所述表面上移除，通过压力装置408放置和压靠在电极402的表面上。清洁装置404可以沿运动路径412和414的任何组合移动，以覆盖所述电极402的任何选定部分。运动路径412和414的各种组合可以是线性的、往复式的、圆形的或椭圆形的。图中所示电极402的形状为平面，但本发明不限于此，适用于任何形状的电极。

参考图5-9，清洁块可以构造或配置成使所述电极在清洁过程中弹性变形或偏转，例如通过清洁/修整保护块或电极引导件或其它合适的电极接触部件的非线性轮廓。在一些实施方案中，电极被夹持在两个修整保护垫或清洁块之间，每一个修整保护垫或清洁块限定了用于将所述电极偏转为受控弯曲的互补表面。所述弯曲的半径要选择成避免电极发生塑性变形。例如，电极直径和弯曲半径要选择成使得电极的半径与弯曲半径之比不超过电极材料的屈服应变。互补的表面可以包括多个起伏，在电极中诱导受控制的弯曲应力，以使沉积在电极上的易碎硅石破裂。电极的偏转也有利于在电极和修整保护垫/清洁块摩擦时保持它们之间的接触。

参考图5和图6的剖视图，机械清洁装置或“擦拭器”500包括与电极接触的第一清洁块504和对置的第二清洁块506。块504和506一起限定了非线性电极引导件508或路径，以在正面电极表面上使电极弹性变形和提供摩擦清洁接触。在清洁和修整保护过程中，在电极或清洁块中之一被传送通过另一个时，所述电极行过所述电极引导件508。在剖视图中电极引导件508显示为限定一个通道，该通道的尺寸适于接纳电极。

在某些情况下，电极的弹性变形可以增加清洁或修整保护的功效或控制。例如，可以控制电极的变形程度或者在某些接触点的摩擦程度来改变清洁和修整保护参数。在某些情况下，电极的应力或在清洁块504/506之间的压力或间距是可变的。例如，清洁块504/506最初可以被分开一段距离，然后随着延长的清洁和修整保护周期中所述块被磨损而逐渐靠拢在一起并相互接触。

清洁块504/506可以由包含修整保护材料的磨损材料形成，所述修整保护材料的组成能够减少粘附、还原臭氧、减轻氧化或者是减轻离子轰击或等离子体环境的不利影响。在一个特定的实施方案中，块504/506由基本上固态的可磨损的石墨修整保护材料形成。在一些实施方案中，可磨损的修整保护材料明显地比电极的镀层更柔软，避免在清洁/修整保护过程中损害镀层。在某些情况下，修整保护材料的成分可以包括银、铂、镁、锰、钯、镍或它们的氧化物或合金。在某些情况下，修整保护成分包括碳、在等离子体条件下分解的有机金属材料及其组合。

在一些实施方案中，块504/506由不同的材料形成，或包括不同的修整保护材料。例如，一个块可以包括毛毡清洁材料，而另一个块包括可磨损的石墨修整保护材料。在一些实施方案中，清洁块504/506都包括较硬的碳擦拭和修整保护材料。在一些实施方案中，清洁块504/506中至少一个包括较软的擦拭器材料，例如，毛毡垫或马海毛。

图中所示的清洁块504/506限定了孔510，所述孔用于接收紧固件以安装所述块504/506。块504/506在位置上固定在一个装置中，例如，作为绕滑轮链接的环状电极回路在它们之间传送所述电极。替换地，所述块504/506可以例如作为一个固定件被连接到可移动的托架上(见图10)，所述托架相对于电极传送清洁块504/506。

参考图6，图中所示的清洁块504/506沿它们的边缘部分相接触。在一些实施方案中，清洁块504/506可以在清洁/修整保护操作的过程中接触所述电极的一侧或两侧。替换地，在一些实施方案中，在所述清洁块之间的接触可以用来表示磨损的清洁块的使用寿命的终结。

参考图6，所述清洁块的一个或两个可以绕通过紧固件通道510插入的紧固件附件部分地旋转，使得来自电极的摩擦或压力引致相应的清洁块作一定程度的旋转运动。例如，可以在清洁块设置支点，在第一行进方向上产生电极引导件508的第一清洁轮廓和在第二行进方向上产生电极引导件508的第二修整保护轮廓。因此，清洁块504/506在分立的清洁和修整保护位置之间可以是可移动的或者可变的。替换地，清洁块504/506可以是固定的，在单次或多次行進中同时提供清洁和修整保护操作。

参考图7，清洁块704/706限定了互补的对置表面710和712。表面710和712可以包括与电极708的纵向方向垂直的脊和槽或通道(即进入纸面)。在一些实施方案中，这样的通道可以作为待施加到电极708的修整保护材料的储存池或导管。例如，基本上固态的磨损修整保护材料可以放置在表面710和712中之一或二者上形成的通道或其它凹槽中。

替换地，基本上液态或可流动的修整保护材料可以在修整保护操作过程中放置于所述表面710和712中之一或二者上形成的通道中。在某些情况下，在向电极708施加修整保护材料之前或之后，可以通过加热使所述修整保护材料变得可流动或者使所述修整保护材料的组分改变。

在一些实施方案中，清洁块可以含有不同的用于涂覆所述电极的材料。在一些实施方案中，清洁块限定了用于输送待施加到电极上的材料的多个通道。例如，第一清洁块通道或区域可以包括粘合剂，第二通道或区域可以包括石墨。在某些情况下，粘合剂和/或含碳的液体可以注入到相邻的通道中，从而在所述清洁块沿着电极行进或者所述电极被传送经过所述清洁块时，顺次序地被沉积在经过一部分通道的电极上。因此，在某些情况下，可以补给修整保护材料而不需要更换清洁块或清洁块的修整保护部分。

在某些情况下，粘合剂和/或石墨可以做成插入物或垫的形式，放置在清洁块上。在某些情况下，粘合剂和/或石墨可以做成涂层的形式，施加到清洁块的不同区域上。在特定的情况下，粘结剂被氧化，留下剩余的修整保护材料，例如，石蜡粘结剂会留下石墨剩余物，或者溶剂蒸发后留下银或锰剩余物。在某些情况下，可以在清洁块上放置不同的涂层材料，以在单次或多次清洁块的清洁运动中依次地加在所述电极上。

可以通过放置在块704/706的至少一个和相应的支撑结构(例如托架臂716)之间的泡沫块714或弹簧在清洁块704/706之间提供压力。清洁块704/706和泡沫块714设置为在清洁块之间提供足够的压力以摩擦清洁所述电极708，所述电极708也可以被偏转进行清洁或修整保护。

参考图8，清洁块804/806包括用于修整保护电极808的修整保护材料插入物810。修整保护材料插入物804/806定位在清洁块804/806的中心上，使得清洁主要在清洁块804/806的相应前边缘上执行，且当电极808经过修整保护材料插入物810时执行修整保护。

修整保护材料插入物810在需要时可以拆卸和更换，或者在需要时可以与清洁块804/806形成为一体并被更换。修整保护材料插入物810可以包括类似的或不同的修整保护材料组分。例如，一种修整保护材料组分可以提供电极遮蔽组分以防止氧化，另一种修整保护材料组分可以包括降低臭氧材料。在一些实施方案中，修整保护材料组分包括低粘附或疏硅的材料。在一些实施方案中，修整保护材料组分包括有机物质。在某些情况下，所述有机物质是碳。在某些情况下，修整保护材料形成牺牲层，其抑制枝晶的形成或有害材料的粘附。

参考图9，修整保护材料插入物910位于清洁块904/906的外侧前边缘和后边缘，用于修整电极908。修整保护材料插入物910的这种结构是有利的，例如，在偏转之前提供润滑的石墨修整保护材料，并沿清洁块904/906的中央部分摩擦清洁所述电极908。

在一些实施方案中，清洁块可以包含多个清洁或修整保护区域或表面。在某些情况下，每个清洁块包括用于通过刮或摩擦清洁来从所述电极去除枝晶的至少第一区域，和用于将修整保护材料涂层沉积在电极上的至少第二区域。在某些情况下，通过清洁装置的运动同时进行清洁和修整保护。清洁块可以包括任何表面轮廓的组合，包括平面、弧形、凹槽、起伏的和类似的表面，以在清洁过程中提供所需程度的摩擦接触和/或电极偏转。

类似地，电极可形成为块状、条状或其它形式，清洁块可以构造为用于接触所述电极的任何所需的部分。在某些情况下，所述清洁块可以基本上顺应所述电极，以便将所述电极的全部或主要部分的有害物质去除。例如，所述清洁块可以构建为围绕细长的电极导线的环形或圆筒形。替换地，所述清洁块的定位使得可以通过顺序的清洁行程来清洁所述电极的相邻或重叠的区域。在某些情况下，通过清洁块的单次行进定期地清洁电极。在某些情况下，电极在给定的修整保护周期中通过最初的行进和回程而被定期地清洁。

参考图10，EFA或EHD装置1000包括沿电极导线1008传送清洁块的托架1002。托架1002可以通过驱动电缆1010而被驱动或平移，所述驱动电缆绕驱动滑轮1012和惰轮1014链接，其中驱动滑轮1012由驱动电机1016带动旋转。也可以使用其它类型的驱动机制来移动托架1002，藉此清洁和/或修整保护电极。托架1002在单次的清洁/修整保护行进中是可移动的，以致于所述托架1002在每个周期中在电极导线1008的两端之间移动。替换地，托架1002是可移动的，在单个周期内进行双向清洁，包括沿着返回路径移动。因此，清洁块运动可以是任意次数的，以从电极导线1008去除枝晶或其它有害物质，或者是修整保护所述电极导线1008。类似地，托架1002可以按所需的速度驱动，以对电极导线1008作清洁和修整保护。

在特定的情况下，电极导线拉紧放置，例如拉紧20克的力，并用含有沟槽的碳清洁块(类似于在图2所示的)清洁，其中在清洁块之间具有80克的预载荷。携带电极导线的托架在初次传送路径和返回的传送路径中以约13毫米/秒沿所述电极被传送。在不同的实施方案中，可以使用不同程度的电极张力和清洁块速度。例如，具有柔软的擦拭器表面(如毛毡)的清洁块可以采用更高的块预载荷，例如350克。枝晶可以在较短的操作时间内(30-120分钟)在电极导线上形成，这可能会影响电极的性能。因此，启动修整保护操作可以有利地依据时间的函数、检测的枝状物生长的函数或响应于不同的事件如功率周期或电弧。

托架1002可以携带多对的清洁块，它们被定位用于清洁多个电极。所述装置1000可以进一步包括接地电极、排斥电极、回流电极或其它电极，这些电极被配置为推动空气穿过所述装置，将例如通过热管从散热器所传递的热量排出。托架1002可以安装额外的清洁机制，其将被传送经过任何数量的电极、过滤器或其它系统，所述电极、过滤器或其它系统的特点是容易积累有害物质或需要机械修整保护的其它系统部件。

继续参考图10，在电极1008的清洁和修整保护过程中，枝晶材料或其它有害物质可以积聚在清洁块表面或相邻的托架表面上。刷子1026或其它辅助清洁装置可以位于托架1002的行进路径的端部附近，以去除积聚在托架1002上的有害物质。刷子1026被放置为与清洁块和/或托架的前表面接触。

在这个特殊的实施方案中，刷子1026沿托架1002的行进路径的端部放置，使得抵靠刷子1026的托架1002的推进将导致刷子1026偏转且由此擦拭所述块和/或托架1002的整个受影响区域。在一些实施方案中，可以使用其它的机制将在电极清洁或修整保护操作过程中积聚在清洁装置的表面或托架的表面上的有害物质刷落。刷子1026可以放置在气流路径之外。

通过刷子1026刷落的有害物质可以积聚在接收区域1028中，接收区域的位置与托架在清洁周期之间驻留的位置相邻。可以在接收区域1028中提供通道(未显示)，以允许脱落的有害物质例如在系统倾倒后排出所述系统。在某些情况下，接收区域1028可以包括可移动的料斗。在其他一些实施方案中，通道可以位于电极导线的下方，使得脱落的有害物质简单地掉出电子装置，例如作为精细粉末掉出在较低的表面中的通风口。

图11是说明其中可以运作清洁机制的一种环境实例的原理框图。电子器件1100(例如计算机)包括EFA或EHD空气冷却系统1120。电子器件1100包括壳体1116或外壳，其具有包含显示装置1112的盖板1110。壳体1116的前表面1121的一部分已被切开以露出其内部1122。电子器件1100的壳体1116还可以包括顶面(未显示)，该顶面支持一个或多个输入装置，其中可以包括例如键盘、触摸板和跟踪装置。电子器件1100还包括在操作时产生热量的电子电路1160。热管理解决方案包括热管1144，用于将热量从电子电路1160传送到散热器1142。

装置1120是由高压电源1130供电并且靠近散热器1142。电子器件1100还可以包括许多其它电路，根据其预定用途而定；为简化该第二实施方案的示意图，其它可以占用壳体1120的内部区域1122的元件已经从图11中省略。

继续参考图11，在操作中，高压电源1130工作以在位于装置1120中的发射极电极和集电极电极之间产生电压差，藉此产生使环境空气向集电极电极移动的离子流动或流。所述移动的空气使装置1120在箭头1102的方向中行进穿过散热器1142凸起，并穿过在壳体1116的后表面1118中的排气格栅或开口(未显示)，从而散去积聚在散热器1142的上面和周围的空气中的热量。需要注意的是，所示的元件例如电源1130相对于装置1120和电子电路1160的位置可以与图11所示的有所不同。

控制器1132连接到装置1120，且可以使用传感器输入来确定空气冷却系统的状态，例如确定是否需要清洁电极。替换地，所述清洁可以由控制器1132定时地或按计划地启动，或者基于系统效率的测量或基于其它确定何时清理电极的合适方法来启动。例如，电极的电弧放电的检测或其它电极性能特性的检测可用于启动清洁机制的运动以修整保护所述电极。

在一些实施例中，清洁或者其它修整保护是在电极未被使用时执行的。替换地，清洁操作可以相隔一定的时间间隔执行。在某些情况下，由控制器1132启动的修整保护或清洁基于一个或多个所施加的电压电平、测得的电势、通过光学装置测定发现存在一定水平的污染、检测到事件或性能参数、或显示对所述电极进行机械清洁有好处的其它方法。

因此，待清洁或修整保护的电极可以构成与在电子器件中的发热装置热耦合的散热管理组件的至少一部分。响应于检测到以下项目之一：低的热量占空比、电子器件的电源导通周期和电源关断周期，所述电极和清洁装置中至少一个是可移动的。例如，低的CPU使用周期可以视为合适的时间将电极断电以进行清洁/修整保护。

本文所述的热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/或其它元件所散发的热量可以被转移到流体流中并且被散去，其中所述热传递表面可以是或不是单片的或与集电极电极集成为一体。通常，当热管理系统被整合到操作环境中时，就会提供热量传递路径(例如热管或使用其他技术)以将热量从其所耗散或产生的位置转移到壳体内的另一个位置(或多个位置)，在该另一个位置(或多个位置)中由一个EFA或EHD装置(或多个EFA或EHD装置)所产生的空气流将流过热传递表面。

在一些实施例中，采用电极修整保护系统的EFA或EHD空气冷却系统或其它离子推动或流动产生装置可以整合在一个工作系统中，如笔记本电脑、机顶盒控制台或或台式电脑、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括EFA或EHD装置在內的不同离子推动或流动产生装置使用，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、笔记本电脑和手持电子器件的冷却系统。

虽然前面描述了本发明的不同实施方案，可以理解的是，本发明的特征由下面的权利要求限定，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。

Claims (27)

1.一种装置，包括：

电极(102，202，302，508，708，808，908，1008)，其可获得能量相对于至少一个另外电极产生离子，从而在它们之间推动流体流动；

清洁装置(104，106，204，206，404，504，506，704，706，804，806，904，906，1002)，其被定位为与所述电极的至少一部分表面摩擦接合；

所述清洁装置和所述电极中之一相对于另一个是可移动的，藉此从所述电极去除有害物质；和

电极修整保护材料(304，810，910)，其经由所述清洁装置和所述电极中之一的运动而原位沉积所述电极上。

2.根据权利要求1的装置，特征在于，所述修整保护材料经由在所述清洁装置上的磨损层、磨损垫、磨损插入物而沉积。

3.根据权利要求1的装置，特征在于，所述清洁装置包括与所述电极接触的对置的第一和第二清洁块。

4.根据权利要求3的装置，特征在于，所述第一和第二清洁块中的至少一个定义了基本上非线性的电极引导件(508)，从而在所述清洁装置和电极中之一的运动过程中使所述电极弹性变形。

5.根据权利要求1的装置，特征在于，所述电极是发射极电极和集电极电极中之一，且所述另外电极是发射极电极和集电极电极中的另一个。

6.根据权利要求1的装置，特征在于，所述修整保护材料包括降低臭氧的材料。

7.根据权利要求1的装置，特征在于，所述清洁装置的至少前沿部分被构造为用于清洁所述电极，且所述清洁装置的至少尾部部分包括修整保护材料的磨损块。

8.根据权利要求1的装置，特征在于，所述清洁装置包括与所述电极接触的修整保护材料，所述修整保护材料的硬度被选定为在与电极接触时是可磨损的，以在所述电极的表面上提供修整保护材料层并从所述电极去除有害物质而基本上不会磨损所述电极。

9.根据权利要求1的装置，特征在于，所述修整保护材料的洛氏硬度小于所述电极的洛氏硬度的约60％。

10.根据权利要求1的装置，特征在于，所述修整保护材料被选择为至少部分缓解以下情况的至少一种：电极侵蚀、腐蚀、氧化、硅石粘附、枝晶形成和产生臭氧。

11.根据权利要求1的装置，特征在于，所述修整保护材料包括以下材料的至少一种：银、钯、铂、锰、镍、锆、钛、钨、铝、前述金属的氧化物或合金。

12.根据权利要求1的装置，特征在于，响应于检测到事件和测量装置工作参数发生变化之一，所述电极和清洁装置中至少一个是可移动的。

13.根据权利要求12的装置，特征在于，所述电极和所述另外电极构成了散热管理组件的至少一部分，所述散热管理组件与在电子器件中的发热装置热耦合。

14.根据权利要求13的装置，特征在于，响应于检测到低的热占空比、所述电子器件的电源导通周期和电源关断周期之一，所述电极和所述清洁装置中至少一个是可移动的。

15.一种在离子产生系统(1120)中修整保护电极(102，202，302，508，708，808，908，1008)的方法，该方法包括：

将清洁装置(104，106，204，206，404，504，506，704，706，804，806，904，906，1002)定位为与所述电极的至少一部分表面摩擦接合；

移动所述清洁装置和电极中至少一个，从而从所述电极去除有害物质；和

在所述电极(102，202，302，508，708，808，908，1008)上原位沉积电极修整保护材料(304，810，910)。

16.根据权利要求15的方法，特征在于，所述电极修整保护材料包括降低臭氧材料。

17.根据权利要求15的方法，特征在于，所述电极修整保护材料是经由所述清洁装置和所述电极中至少一个的运动由所述清洁装置沉积的。

18.根据权利要求15的方法，特征在于，所述修整保护材料包括在所述移动过程中提供给所述清洁装置的液体。

19.根据权利要求15的方法，特征在于，所述沉积修整保护材料的步骤包括将所述修整保护材料芯吸到所述电极的表面。

20.根据权利要求19的方法，特征在于，所述方法还包括在芯吸过程中加热所述电极。

21.根据权利要求15的方法，特征在于，所述修整保护材料被选择为缓解以下情况的至少一种：电极表面的侵蚀、腐蚀、氧化、枝晶形成和臭氧产生。

22.根据权利要求15的方法，特征在于，进一步包括使用电源和控制器来加热所述电极，以修饰沉积的修整保护材料的组分、相、形态和表面粘附性中至少一个。

23.根据权利要求15的方法，特征在于，所述修整保护材料包括以下材料的至少一种：银、钯、铂、锰、镍、锆、钛、钨、铝、前述金属的氧化物或合金。

24.一种装置，包括：

流体移动设备(1120)，所述流体移动设备包括：

第一电极(102，202，302，508，708，808，908，1008)，其可获得能量相对于至少一个另外电极产生离子，从而在它们之间推动流体流动；

清洁装置(104，106，204，206，404，504，506，704，706，804，806，904，906，1002)，其被定位为与所述第一电极的至少一部分表面摩擦接合；

所述清洁装置和所述第一电极中之一相对于另一个是可移动的，从而从第一电极去除有害物质；和

电极修整保护材料(304，810，910)，其经由所述清洁装置和所述第一电极中之一的运动而可原位沉积在所述第一电极上；和

控制器(1132)，其可操作以启动所述清洁装置和所述第一电极中之一的运动，从而在第一电极上沉积修整保护材料。

25.根据权利要求24的装置，特征在于，所述第一电极和所述另外电极构成了散热管理组件(1120)的至少一部分，所述散热管理组件(1120)与在电子器件中的发热装置(1142)热耦合。

26.根据权利要求25的装置，特征在于，响应于检测到低的热占空比、所述电子设备的电源导通周期和电源关断周期之一，所述清洁装置和所述第一电极中至少一个是可移动的。

27.根据权利要求24的装置，特征在于，所述装置被安装在以下其中一项：计算设备、影印机、印表机和空气净化器。

Images