JP2024518300A

JP2024518300A - イオンポンプを使用した熱伝達

Info

Publication number: JP2024518300A
Application number: JP2023564513A
Authority: JP
Inventors: ルディバディーロ，; カールポールシュラクティ，; ヒマーンシュポーカーナ，
Original assignee: ベンティーバ，インコーポレイテッド
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2024-05-01
Also published as: US20220344137A1

Abstract

熱伝達デバイスは、導管内に含まれ得る閉鎖された循環経路の周囲に誘電体作業流体を循環させるための１つ以上のイオンポンプを使用することに基づく。作業流体は、液体または気体であり得る。イオンポンプは、閉鎖された循環経路に沿って配置される。ポンプは、エミッタと、コレクタとを含む。電圧がエミッタに印加されると、作業流体は、エミッタにおいてイオン化される。イオン化された流体は、より低い電圧コレクタに静電的に引きかれ、それは、次に、それらの勢いを分け与える分子との衝突を通して、作業流体の流動を生成する。このアプローチは、正コロナデバイスまたは負コロナデバイスのいずれかと共に使用され得る。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０２１年６月１５日に出願された米国仮特許出願第６３／２１０，８８７号「ＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＵｓｉｎｇＩｏｎｉｃＭｉｃｒｏ－Ｐｕｍｐｓ」の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．Ｓｅｃｔｉｏｎ１１９（ｅ）（米国特許法第１１９条（ｅ））下、および２０２１年４月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／１７９，１３５号「ＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＵｓｉｎｇＩｏｎｉｃＭｉｃｒｏ－Ｐｕｍｐｓ」の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．Ｓｅｃｔｉｏｎ１１９（ｅ）（米国特許法第１１９条（ｅ））下の優先権を主張する。前述の全ての主題は、参照することによってそれら全体として本明細書に組み込まれる。

（技術分野）
本開示は、概して、イオン流発生器（イオンポンプ）を使用した熱伝達に関する。

熱伝達を実施するデバイスのための多くの用途が、存在する。大きなスケールでは、これは、小型のブレード付き、ねじ式、または他の機械的羽根車を用いて行われ得、それらは、排気または放射的消散（例えば、自動車エンジンラジエータシステム）のために、１つの場所から別の場所まで熱を伝達する作業流体を能動的に移動させる。

しかしながら、約数ｍｍの寸法を伴う微小なスケールまで縮小すると、それは、より困難になる。従来的な最高水準解決策は、概して、そのような小さいスケールで全く機能しないか、または、強烈な熱源（現代の電子デバイスにおいてますます見出されるもの等）から十分に迅速に熱を除去するためのそれらの能力において、あまりにも性能が限定されている。

したがって、小型の熱伝達デバイスのためのより優れたアプローチの必要性がある。

本開示の実施形態は、付随の図面における例と併せて検討されるとき、以下の詳細な説明および添付の請求項からより容易に明白となるであろう他の利点および特徴を有する。

図１は、イオン熱伝達装置の斜視図を示す。

図２および３は、図１のイオン熱伝達装置の２つの端部キャップの異なる図を示す。図２および３は、図１のイオン熱伝達装置の２つの端部キャップの異なる図を示す。

図４は、図１のイオン熱伝達装置のケーブルカバー導管を示す。

図５は、ケーブルカバーを伴う２つの端部キャップの斜視図を示す。

図６は、取り付けられた電子機器を伴うイオン熱伝達装置の斜視図を示す。

図７は、別のイオン熱伝達装置の斜視図を示す。

図８は、別のイオン熱伝達装置の側面図および底面図を示す。

図９は、イオンポンプを構築するために使用される単位セルの斜視図である。

図１０は、別のイオンポンプの斜視図である。

図および以下の説明は、例証のみとしての好ましい実施形態に関する。以下の議論から、本明細書に開示される構造および方法の代替実施形態が、請求されるものの原理から逸脱することなく採用され得る実行可能な代替物として容易に認識されるであろうことに留意されたい。

一側面では、熱伝達デバイスは、１つ以上のイオンポンプを使用することをベースとし、１つ以上のイオンポンプは、閉鎖された循環経路の周囲に誘電体作業流体を循環させ、閉鎖された循環経路は、導管内に含まれ得る。作業流体は、液体または気体であり得る。イオンポンプは、閉鎖された循環経路に沿って配置される。ポンプは、エミッタと、コレクタとを含む。電圧がエミッタに印加されると、作業流体は、エミッタにおいてイオン化される。イオン化された流体は、より低い電圧のコレクタに静電的に引かれ、それは、次にそれらの勢いを分け与える分子との衝突を通して、作業流体の流動を生成する。このアプローチは、正コロナデバイスまたは負コロナデバイスのいずれかと共に使用され得る。このタイプのポンプは、従来の機械式ポンプと比較してより小さく、異なる形状因子を伴って作製され得る。結果として、熱伝達デバイス全体は、より従来のポンプに関して実行可能ではない用途に対処するように設計され得る。

図１－６は、ある例を示す。この例では、装置は、閉鎖された循環経路のための導管を含み、導管は、２つの端部キャップを伴うケーブルカバーの形態にある。図１は、２つの端部キャップ１２０、１３０と、その間のケーブルカバー１１０とを伴う組み立てられた装置１００の斜視図を示す。端部キャップ１２０、１３０は、作業流体を循環させるためのポンプを含む。一方の端部キャップ１２０が、熱源と熱接触し、熱源は、この例では電子機器である。他方の端部キャップ１３０が、循環経路を閉鎖する。

図１は、２つの端部キャップ１２０、１３０の拡大された断面図も示す。右の端部キャップ１２０は、ポンプ（図１に図示せず）を含み、ヒートシンク１２５と統合されている。熱源（図１に図示せず）は、この端部キャップ１２０と熱接触し、熱を作業流体に伝達する。矢印によって示されるように、作業流体１４０は、右の端部キャップ１２０から、一方のチャネル１１２に沿ってケーブルカバーの長さを下り、左の端部キャップ１３０を通して、異なるチャネル１１４に沿ってケーブルカバーの長さを逆行し、右の端部キャップ１２０を通して戻るように循環する。左の端部キャップ１３０は、帰還であり、ポンプも含む。ケーブルカバーの中心１１６は、中空であり、それによって、ケーブルが、電子機器までルーティングされ得る。

図２は、熱源側における、端部キャップ１２０の異なる図を示す。左上は、端部キャップ１２０の斜視図である。左下は、断面斜視図である。右下は、断面側面図である。端部キャップ１２０は、８つのイオンポンプ１５０を含み、それらは、上の斜視図において、小さい正方形として示され、各ポンプに入る矢印、またはそれから出る矢印を伴う。端部キャップ１２０は、環状の空洞１２２を有する。図２では、矢印によって示されるように、底部の４つのポンプ１５０が、作業流体をチャネル１１４から空洞１２２の中に圧送し、上部の４つが、流体を空洞からチャネル１１２の中に圧送する。端部キャップは、ヒートシンク１２５と統合される。作業流体のための循環経路は、ヒートシンク１２５の基部内に含まれる。中心孔１２６は、ケーブルが通過することを可能にする。

図３は、帰還側における端部キャップ１３０を示す。図３における図は、図２における図と同じである：斜視図、断面斜視図、および断面側面図。端部キャップは、図１の向きに対して１８０度回転させられており、それによって、イオンポンプ１５０が、見えている。端部キャップ１３０も、流体を環状の空洞１３２の中、およびそれから外に圧送する８つのイオンポンプ１５０を含む。図３では、矢印によって示されるように、上部の４つのポンプ１５０は、作業流体をチャネル１１２から空洞１３２の中に圧送し、底部の４つが、流体を空洞からチャネル１１４の中に圧送する。ケーブルは、中心孔１３６を通過し得る。

図４は、ケーブルカバー導管１１０を示す。断面に示されるように、中心開口部１１６は、ケーブルが伸びる場所である。中心開口部１１６の環状の外側は、２つのチャンバまたはチャネル１１２、１１４に分割されている。流体が、矢印によって示されるように、熱源から一方のチャネル１１２に沿ってシンクへ、および他のチャネル１１４に沿って逆転方向に流動する。ケーブルカバーは、熱を消散するための熱放射リブ１１７も含む。

図５は、ケーブルカバー１１０の短い区分を伴う２つの端部キャップ１２０、１３０の拡大図を示し、これらの構成要素の境界を横断した循環経路を示す。いくつかのポンプ１５０も、見えている。

図６は、装置の斜視図を示し、電子機器１９０が、ヒートシンク１２５および端部キャップ１２０に接触し、ケーブル１８０が、ケーブルカバー１１０の中に挿入されている。熱が、消散のために、電子機器１９０からヒートシンク１２５まで伝達される。熱は、作業流体にも伝達され、作業流体は、ケーブルカバー１１０を通して循環し、熱を消散させる。

図７は、導管の主要区分が、丸みを帯びているのではなく、平坦である、代替設計を示す。この設計は、平坦な主要導管区分７１０と、２つの端部キャップ７２０、７３０とを含む。導管７１０は、２つのチャネル７１２、７１４を有する。両方の端部キャップ７２０、７３０は、作業流体を循環させるためのイオンポンプ７５０を含む。一方の端部キャップ７２０は、熱源と熱接触し、統合されたヒートシンク７２５も含む。他方の端部キャップ７３０は、循環経路を閉鎖する。作業流体は、図７において矢印によって示されるように、端部キャップ７２０を通して、チャネル７１２を通して下り、端部キャップ７３０を通して、チャネル７１４を通して逆行するように循環する。導管７１０は、作業流体から熱を消散させるためのフィン７１７を有する。導管７１０の壁は、フィンなしでさえ、対流または放射によって熱を消散させ得る。

図１－７に示される設計は、例にすぎない。他の設計も、明白であろうことを理解されたい。例えば、イオンポンプは、端部キャップ内に位置する必要はない。それらは、閉鎖された循環経路に沿った他の場所、例えば、ケーブルカバー１１０または導管７１０の長さに沿った他の場所に配置され得る。導管は、異なるサイズ、長さ、形状、および断面であり得る。それらは、異なる材料、例えば、プラスチックまたは金属からも成り得る。それらは、堅いことも、柔らかいこともある。ある場合、それらは、ＲＦ透過性であり得る。液体と気体との両方を含む異なる作業流体が、使用され得る。液体の例は、フロリナート、脱イオン水、ハイドロフルオロカーボン、および冷却剤を含む。気体の例は、不活性ガス、希ガス、ヘリウム、窒素、アルゴン、ネオン、クリプトン、およびキセノンを含む。ある場合、作業流体は、５センチポアズ（ｃＰ）以下の動的粘性および／または少なくとも０．０２Ｗ／ｍＫの温度熱伝導率を有する。

図８は、閉鎖された循環経路がヒートシンクの基部内に位置する代替設計を示す。図８は、この設計の側面図および底面図を示す。熱源８９０（例えば、集積回路）が、ヒートシンクの基部８１０に搭載されている。ヒートシンクは、熱を消散させるためのフィン８１７を有する。ヒートシンクの基部内に、閉鎖された循環経路８１２が、存在する。循環経路８１２を通して流動する作業流体が、シンクの基部内により均一な温度を提供し、したがって、広がり抵抗を減らす。円Ｐによってマーキングされる、イオンポンプが、循環経路８１２の周囲で流体を移動させる。図８の例では、黒い経路が、閉鎖された循環経路８１２であり、円Ｐが、イオンポンプである。

循環経路８１２は、多くの異なる方法において実装されることができる。単一の能動ポンプを伴う単一の経路が、存在し得、複数のポンプを伴う単一の経路が、存在し得る。代替として、複数の経路が、存在し得、各閉鎖された循環経路が、１つ以上のポンプを有する。循環経路は、異なる形状を有し得、イオンポンプは、経路に沿った異なる場所に設置され得る。イオンポンプを使用することの１つの利点は、ポンプが、それらがヒートシンク基部８１０の中に内蔵され得るように十分に小さいことであるが、それは、要求されない。

図９－１０は、上で説明される熱伝達デバイスのために使用され得るイオンポンプの例示的設計を説明する。以下において、イオンポンプは、（流体が空気であるとき）イオン流発生器またはイオン空気流発生器と称され得る。これらの例では、作業流体は、空気であるが、それらは、空気に限定されない。

一側面では、イオン空気流発生器のエミッタおよび／またはコレクタは、誘電体基板に接合される導体によって（ガラスまたはセラミック基板上に堆積させられた金属によって等）形成される。高電圧エミッタ（電荷を集中させるための鋭い縁または他の特徴を伴う）を形成するように成形された１つの導体が、誘電体基板の片側に接合される。接地された低電圧コレクタ（場の集中を減らす丸みを帯びた縁を伴う）を形成するように成形された別の導体が、誘電体基板の反対側に接合される。誘電体基板は、エミッタとコレクタとの間において中実ではない。それは、空所を伴って成形され、空所は、エミッタとコレクタとの間に空隙を形成する。したがって、電圧がエミッタに印加されると、空気が、エミッタにおいてイオン化される。イオン化された空気は、接地されたコレクタに静電的に引きかれ、それは、次にそれらの勢いを分け与える中性分子との衝突を通して、空隙を通した空気の流動を生成する。このアプローチは、正コロナデバイスまたは負コロナデバイスのいずれかと共に使用され得る。

例えば、誘電体基板は、ガラスまたはセラミック基板の固体片として開始し得る。基板の表面は、エッチングされ得るか、切れ目が入れられ得るか、または別様に事前調整され得る。導体が、基板の両側に堆積させられる。基板の表面形状は、エミッタのための鋭い縁またはコレクタのための丸みを帯びた縁等の構造を導体内に形成するために使用され得る。導体間の誘電体が、除去され、空気流のための空隙を生成する。

１つのアプローチでは、鋭い縁が付けられた溝が、基板の片側に作製される。次いで、溝の中に導体を堆積させることが、エミッタとして機能する導体内に山部（ｒｉｄｇｅ）を形成する。伝導性材料は、基板の他側にも堆積させられ、標準的なリソグラフィプロセスを使用してパターン化され、したがって、コレクタを形成する。導体が、堆積させられた後、導体間の基板材料が、除去され、エミッタとコレクタとの間に空気流のための経路を生成し得る。

異なるアプローチでは、滑らかな凹面形の溝が、基板内に作製され、次いで、溝の中に導体を堆積させることが、コレクタとして機能する導体内に丸みを帯びた表面を形成する。導体は、標準的なリソグラフィ技法を用いて反対側にも適用され、正方形の断面等から鋭い縁を形成するように成形される。そして、これは、エミッタとして機能する。導体が堆積させられた後、導体間の基板材料が、除去され、エミッタとコレクタとの間に空気流のための経路を生成し得る。

図９は、イオン空気流発生器のある例を示す。図９は、空気流発生器を構築するために使用される単位セル９００の斜視図である。この例では、単位セルは、１ｍｍ×１ｍｍの面積と、１ｍｍをわずかに下回る厚さとを有する。異なるサイズの空気流発生器が、これらの単位セルのアレイを組み立てることによって構築され得る。単位セル９００は、２つの導体９１０および９３０を含み、それらは、最終デバイスにおいてスペーサ９２０の形態をとる誘電体基板によって分離されている。構築中、２つの導体９１０、９３０は、ガラスまたはセラミック基板等の固体誘電体基板の上に堆積させられる。誘電体が、除去され、２つの導体９１０、９３０間に空隙９２５を生成する。導体９１０、９３０は、それぞれ、エミッタと、コレクタとを含む。誘電体基板の一部は、スペーサ９２０を形成するために残り、それは、エミッタとコレクタとの間に空隙９２５のための一貫した間隔を維持する。

導体９１０は、主として平坦である。導体９１０のためのこの単位セルの角における平坦表面エリアは、スペーサ９２０に接合される。導体９１０は、エミッタとして機能するようにも成形される。それは、典型的に、電荷を集中させる点または縁等の特徴を含む。この例では、導体９１０は、鋭い縁を有する山部９１２を伴って形成され、それは、エミッタとして機能する。山部の曲率半径は、好ましくは、可能な限り小さく、好ましくは、３０μｍより大きくあるべきではない。この例は、線平面幾何学形状を使用する。他のタイプの線形隆起構造も、使用され得る。エミッタが、（山部等の）隆起線形構造ではなく、（円錐または角錐等の）隆起点構造として形成された場合、それは、点平面幾何学形状を実装するであろう。隆起点構造は、好ましくは、また、３０μｍより大きくない、特徴サイズと、曲率半径とを有するべきである。導体９１０は、空気流を可能にするための孔９１５も含む。

導体９３０も、主として平坦であり、導体９３０のこの単位セルの角における平坦表面エリアは、スペーサ９２０に接合される。導体９３０は、コレクタを形成するように成形され、典型的に、点または縁を伴う特徴を回避する。それは、空気流を可能にするための孔９３５も含む。孔９３５は、角および縁を回避するように設計される。孔９３５は、角を伴う長方形ではなく、丸みを帯びた端部を伴う錠剤形状である。孔の縁、特に、エミッタに面する側における縁も、丸みを帯びている。好ましくは、それらは、エミッタ山部より低い曲率を有する。これは、不要なアーク発生または破損のリスクを減らす。

図１０は、イオン流体流発生器ポンプのための別の設計の斜視図である。このデバイス１０００は、誘電体１０２０によって分離された２つの導体１０１０および１０３０を含む。構築中、２つの導体１０１０、１０３０は、ガラスまたはセラミック基板等の固体の誘電体基板の上に堆積させられる。図１０では、コレクタ導体１０３０は、誘電体１０２０の上部表面上にあり、エミッタ導体１０１０は、誘電体１０２０の底部表面上にある。誘電体が、除去され、誘電体基板内に開口１０２５を生成する。導体１０１０は、開口１０２５を横断して吊るされた１つ以上のエミッタストライプ１０１２を伴うエミッタを含む。この例では、２つのエミッタストライプが、存在する。導体１０３０は、開口１０２５を横断して吊るされた複数のコレクタストライプ１０３２を伴うコレクタを含む。開口１０２５は、エミッタとコレクタとの間のクリープ距離を増加させる分離切り欠き１０１５を含む。

この例では、エミッタストライプ１０１２およびコレクタストライプ１０３２の両方は、誘電体材料が除去された後、誘電体１０２０によって、ストライプの２つの端部においてのみ支持される。いかなる中間ストライプ支持部も、存在しない。しかしながら、ストライプの長さは、いかなる感知可能な垂れ下がりも存在しないように十分に短く、誘電体１０２０は、エミッタストライプ１０１２とコレクタストライプ１０３２との間に空隙１０２５のための一貫した間隔を維持する。代替設計では、エミッタおよび／またはコレクタストライプは、例えば、下層の誘電体のストライプによって、その全長に沿って支持される伝導性トレースを形成することによって、支持され得る。図１０の設計では、エミッタストライプおよびコレクタストライプは、規則的パターンにおいて配置され、それらは、互いに対して直角に向けられる。

コレクタストライプ１０３２は、電場を集中させることを回避するために、丸みを帯びている。１つのアプローチでは、それらは、基板の中に丸みを帯びた溝を切り込むことによって製作される。金属が、誘電体１０２０の両側に適用される。丸みを帯びた溝の中に堆積させられた金属は、エッチングによってパターン化され、したがって、丸みを帯びたコレクタストライプ１０３２を形成する。誘電体１０２０の反対表面上に堆積させられた金属は、エッチングによってパターン化され、鋭い縁を生成し、したがって、エミッタストライプ１０１２を形成する。

結果として生じるコレクタストライプ１０３２は、角のない断面を有する、または少なくともエミッタに面する表面は、丸みを帯びている。対照的に、エミッタストライプ１０１２は、縁を伴って形成される。１つのアプローチでは、標準的なリソグラフィが、誘電体基板上にエミッタストライプ１０１２をパターン化するために使用される。結果として生じる断面は、典型的に、角を伴う長方形または台形である。角は、好ましくは、３０μｍ以下の曲率半径を有する。

他の例では、類似構造の実施形態は、それぞれの導体を伴う２つの基板を含み得、２つの基板は、別個に生成され、後続のステップとして一緒に接合されるか、または、空気流が基板内または適用される導体内の穿孔を通ってではなく、絶縁基板の表面を横断して横方向にルーティングされるように構築される。

イオンポンプのさらなる詳細および例が、２０２２年３月２９日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２２／２２３３４号「ＩｏｎｉｃＡｉｒＦｌｏｗＧｅｎｅｒａｔｏｒ」（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）内に提供される。

本詳細な説明は、多くの具体的事項を含むが、これらは、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、単に、異なる例を例証するものとして解釈されるべきである。本開示の範囲が、上記に詳細に議論されていない、他の実施形態も含むことを理解されたい。当業者に明白となるであろう種々の他の修正、変更、および変形例も、添付の請求項において定義されるような精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される方法および装置の配置、動作、および詳細において行われ得る。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項およびそれらの法的均等物によって決定されるべきである。

Claims

イオン熱伝達装置であって、前記イオン熱伝達装置は、
閉鎖された循環経路を含む導管と、
前記閉鎖された循環経路の周囲に誘電体作業流体を循環させるために前記閉鎖された循環経路に沿って配置された１つ以上のイオンポンプと
を備えている、イオン熱伝達装置。
前記導管は、熱源と熱接触し、前記作業流体の循環は、熱を前記熱源から離れるように伝達する、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、ヒートシンクと熱接触している一端を有する、請求項２に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、前記作業流体から熱を放射的および／または対流的に消散させるように構成された表面構造を有する、請求項２に記載のイオン熱伝達装置。
前記表面構造は、フィンを備えている、請求項４に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管の壁は、前記作業流体から熱を放射的および／または対流的に消散させる、請求項２に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、前記熱源と異なる場所に端部を有し、前記作業流体の循環は、熱を前記熱源から前記導管の前記端部に伝達する、請求項２に記載のイオン熱伝達装置。
各イオンポンプは、４ｍｍ^２以下の断面流動エリアを有する、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、前記イオンポンプのうちの少なくとも１つを含む端部キャップを備えている、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオンポンプのうちの少なくとも１つは、前記導管の長さに沿って配置されている、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、可撓性である、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、ＲＦ透過性である、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、プラスチックまたは金属である、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、平坦な断面を有する、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、丸い断面または環状の断面を有する、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記作業流体は、５センチポアズ（ｃＰ）以下の動的粘性を有する、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記作業流体は、少なくとも０．０２Ｗ／ｍＫの室温熱伝導率を有する、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記作業流体は、液体である、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
前記作業流体は、フロリナート、脱イオン水、ハイドロフルオロカーボン、または冷却剤である、請求項１８に記載のイオン熱伝達装置。
前記作業流体は、不活性ガス、希ガス、ヘリウム、窒素、アルゴン、ネオン、クリプトン、またはキセノンである、請求項１に記載のイオン熱伝達装置。
イオン熱伝達装置であって、前記イオン熱伝達装置は、
閉鎖された循環経路を含む細長い導管と、
前記閉鎖された循環経路の周囲に誘電体作業流体を循環させるために前記閉鎖された循環経路に沿って配置された１つ以上のイオンポンプと
を備え、
前記細長い導管は、前記導管の２つの端部間に２つのチャネルを有し、前記作業流体は、前記チャネルのうちの第１のものを通して、前記導管に沿って一方向に流動し、前記チャネルのうちの第２のものを通して、前記導管に沿って反対方向に流動し、前記導管の一端は、熱源と熱接触し、前記作業流体の循環は、熱を前記熱源から離れるように伝達する、イオン熱伝達装置。
前記導管の端部のうちの一方は、ヒートシンクと熱接触している、請求項２１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、前記作業流体が前記導管に沿って流動するにつれて、前記作業流体から熱を消散させる、請求項２１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、前記イオンポンプのうちの少なくとも１つを含む端部キャップを備えている、請求項２１に記載のイオン熱伝達装置。
前記導管は、ケーブルカバーを備えている、請求項２１に記載のイオン熱伝達装置。
イオン熱伝達装置であって、前記イオン熱伝達装置は、
ヒートシンク基部を有するヒートシンクと、
前記ヒートシンク基部内に含まれた閉鎖された循環経路の少なくとも一部基部を有するヒートシンクと、
循環経路の周囲に誘電体作業流体を循環させるために前記閉鎖された循環経路に沿って配置された前記閉鎖された１つ以上のイオンポンプと
を備え、
前記作業流体の循環は、前記ヒートシンク基部の中で熱を分布させる、イオン熱伝達装置。
前記作業流体の循環は、前記ヒートシンク基部の広がり抵抗を減らす、請求項２６に記載のイオン熱伝達装置。
前記ヒートシンク基部は、前記閉鎖された循環経路全体と前記イオンポンプの全てとを含む、請求項２６に記載のイオン熱伝達装置。
前記ヒートシンク基部は、少なくとも２つの別個の閉鎖された循環経路の一部を含む、請求項２６に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオンポンプのうちの少なくとも１つは、
第１の側と反対の第２の側とを有する誘電体基板と、
前記誘電体基板の前記第１の側に接合された平坦表面を有する第１の導体であって、前記第１の導体は、エミッタを形成するようにも成形されている、第１の導体と、
前記誘電体基板の前記反対の第２の側に接合された平坦表面を有する第２の導体であって、前記第２の導体は、コレクタを形成するように成形されている、第２の導体と
を備え、
前記誘電体基板は、前記エミッタと前記コレクタとの間に空隙を形成する空所を伴って成形され、前記エミッタに印加される電圧は、前記エミッタにおいて空気をイオン化し、前記イオン化された空気は、前記コレクタに引きかれ、それによって、前記空隙を通した空気の流動を生成する、請求項１－２９のいずれかに記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体基板は、セラミック基板またはガラス基板を備えている、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
前記空所は、誘電体基板を除去することによって生成され、前記エミッタは、除去の前に前記第１の導体を前記誘電体基板に接合することによって形成されている、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
実質的に同一のセルのアレイをさらに備え、各セルは、前記エミッタと前記コレクタとの対立する区分を含む、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
各セルは、２ｍｍ×２ｍｍ以下のエリアを覆っている、請求項３３に記載のイオン熱伝達装置。
各セルは、２ｍｍ以下の厚さを有する、請求項３３に記載のイオン熱伝達装置。
隣接したセルのエミッタ区分は、互いに電気接触し、隣接したセルのコレクタ区分は、互いに電気接触している、請求項３３に記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の導体は、前記セルのうちの１つのエミッタ区分と電気接触している第１の電極を備え、前記第２の導体は、前記セルのうちの１つのコレクタ区分と電気接触している第２の電極を備え、前記電圧は、前記第１および第２の電極を横断して印加される、請求項３３に記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の導体は、前記エミッタとして、１つ以上の隆起線形構造を形成するように成形されている、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
前記１つ以上の線形隆起構造は、１つ以上の山部を備えている、請求項３８に記載のイオン熱伝達装置。
各隆起した山部は、３０μｍ以下の曲率半径を伴う縁を有する、請求項３９に記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の導体は、前記エミッタとして、１つ以上の隆起点構造を形成するように成形されている、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタおよびコレクタは、点平面幾何学形状を有する、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタとコレクタとの間の分離スペーサであって、前記分離スペーサは、前記エミッタとコレクタとの間の前記空隙のための一貫した間隔を維持する、分離スペーサをさらに備えている、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
前記分離スペーサは、前記空気の流動のための前記エミッタと前記コレクタとの間の流動エリアを取り囲む、請求項４３に記載のイオン熱伝達装置。
前記分離スペーサは、前記誘電体基板から成る、請求項４３に記載のイオン熱伝達装置。
前記分離スペーサは、前記第１および第２の導体間のクリープ距離を前記第１および第２の導体間の直接距離の２倍超まで増加させる形状を有する、請求項４３に記載のイオン熱伝達装置。
前記コレクタは、孔を伴う実質的に平面状であり、前記空気は、前記コレクタ内の前記孔を通って前記空隙から流出する、請求項３０に記載のイオン熱伝達装置。
前記孔は、角のない湾曲形状を有する、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記孔は、前記エミッタに面する側に丸みを帯びた縁を有する、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の導体も、孔を伴う実質的に平面状であり、前記空気は、前記第１の導体内の前記孔を通って前記空隙の中に流入する、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の導体は、実質的に中実であり、前記空気は、前記イオンポンプの側面を通って前記空隙の中に流入する、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記孔は、前記エミッタと前記コレクタとの間の流動エリアの少なくとも４０％を占有する、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記空気の流動のための前記エミッタと前記コレクタとの間の流動エリアは、５０ｍｍ^２以下である、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記空気の流量は、流動エリアの１ｃｍ^２あたり毎分３リットル以上である、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタと前記コレクタとの間の前記空隙は、２ｍｍ以下である、請求項４７に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオンポンプのうちの少なくとも１つは、
第１の側と、反対の第２の側と、誘電体基板を通した開口とを有する誘電体基板と、
１つ以上のエミッタストライプを伴うエミッタを備えている第１の導体であって、各エミッタストライプは、前記誘電体基板内の前記開口を横断して吊るされており、前記誘電体基板の前記第１の側に堆積させられ、それによって支持された２つの端部を有する、第１の導体と、
複数のコレクタストライプを伴うコレクタを備えている第２の導体であって、各コレクタストライプは、前記誘電体基板内の前記開口を横断して吊るされており、前記誘電体基板の前記反対の第２の側に堆積させられ、それによって支持された２つの端部を有する、第２の導体と、
を備え、
前記誘電体基板は、前記エミッタとコレクタとの間の空隙を維持し、前記エミッタに印加される電圧は、前記エミッタにおいて空気をイオン化し、前記イオン化された空気は、前記コレクタに引きかれ、それによって、前記空隙を通した空気の流動を生成する、請求項１－２９のいずれかに記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体基板は、セラミック基板またはガラス基板を備えている、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記開口は、誘電体基板を除去することによって生成され、前記エミッタおよびコレクタは、前記開口を生成する前に前記誘電体基板上に前記第１および第２の導体を堆積させることによって形成されている、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタストライプおよびコレクタストライプは、規則的パターンを形成している、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタストライプは、角を伴う断面を有する、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
少なくとも１つの角が、３０μｍ以下の曲率半径を有する、請求項６０に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタ形状は、台形断面を有する、請求項６０に記載のイオン熱伝達装置。
前記コレクタストライプは、角のない断面を有する、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタストライプは、前記コレクタストライプと直角に向けられている、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタストライプの前記端部は、前記開口の両側における前記誘電体基板の前記第１の側に堆積させられ、それによって支持されたパッチを備え、前記開口の両側における前記パッチは、互いにおよびエミッタ電極に電気的に接続され、
前記コレクタストライプの前記端部は、前記開口の両側における前記誘電体基板の前記第２の側に堆積させられ、それによって支持されたパッチを備え、前記開口の両側における前記パッチは、互いにおよびコレクタ電極に電気的に接続されている、請求項６４に記載のイオン熱伝達装置。
前記開口の角は、前記エミッタとコレクタとの間のクリープ距離を増加させる分離切り欠きを含む、請求項６４に記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体基板は、前記エミッタとコレクタとの間の前記空隙のための一貫した間隔を維持する、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体基板は、前記開口を取り囲み、それによって、前記空気の流動のための前記エミッタと前記コレクタとの間の流動エリアを生成する、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記空気の流動のための前記エミッタと前記コレクタとの間の流動エリアは、５０ｍｍ^２以下である、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記空気の流量は、流動エリアの１ｃｍ^２あたり毎分３リットル以上である、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタと前記コレクタとの間の前記空隙は、２ｍｍ以下である、請求項５６に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオンポンプのうちの少なくとも１つは、
第１の側を有する誘電体と、
前記誘電体の前記第１の側に接合され、それによって支持された導体であって、前記導体は、エミッタまたはコレクタのいずれかを備えている第１の電極を形成するようにも成形されている、導体と、
エミッタおよびコレクタのうちの他方を備えている第２の電極と
を備え、
前記エミッタとコレクタとは、互いに対立して位置付けられ、それによって、前記エミッタに印加される電圧は、前記エミッタにおいて空気をイオン化し、前記イオン化された空気が、前記コレクタに引きかれ、それによって、空気の流動を生成する、第２の電極と
請求項１－２９のいずれかに記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の電極は、前記エミッタを備え、前記第２の電極は、前記コレクタを備えている、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記第１の電極は、前記コレクタを備え、前記第２の電極は、前記エミッタを備えている、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記コレクタは、１ｍｍ以下のピッチにおける複数の平行金属ストライプを備えている、請求項７４に記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体は、前記エミッタとコレクタとの間の空隙の外側に位置付けられている、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタとコレクタとの間の空隙のための一貫した間隔を維持するスペーサをさらに備えている、請求項７６に記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体は、セラミック基板またはガラス基板を備えている、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記導体は、前記金属ストライプの全長にわたって前記誘電体上に堆積させられ、それによって支持された１つ以上の金属ストライプを備えている、請求項７８に記載のイオン熱伝達装置。
前記導体は、前記誘電体内の開口に架かっている誘電体のリブ上に堆積させられ、それによって支持された１つ以上の金属ストライプを備えている、請求項７８に記載のイオン熱伝達装置。
前記導体は、前記誘電体内の開口を横断して吊るされた１つ以上の金属ストライプを備え、各金属ストライプは、前記誘電体の前記第１の側に堆積させられ、それによって支持された２つの端部を有する、請求項７８に記載のイオン熱伝達装置。
前記誘電体は、プリント回路基板を備え、前記導体は、前記プリント回路基板上に堆積させられた金属トレースを備えている、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタおよびコレクタは、線平面幾何学形状を有する、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記空気の流動のための前記エミッタと前記コレクタとの間の流動エリアは、５０ｍｍ^２以下である、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記空気の流量は、流動エリアの１ｃｍ^２あたり毎分３リットル以上である、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記エミッタと前記コレクタとの間の前記空隙は、２ｍｍ以下である、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオン化された空気は、前記エミッタの周囲に正コロナを形成する、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオン化された空気は、前記エミッタの周囲に負コロナを形成する、請求項７２に記載のイオン熱伝達装置。
前記イオンポンプのうちの少なくとも１つは、
誘電体フレームと、
前記フレームに接合され、それによって支持された導体であって、前記導体は、エミッタまたはコレクタのいずれかを備えている第１の電極を形成するようにも成形されている、導体と、
エミッタおよびコレクタのうちの他方を備えている第２の電極と
を備え、
前記エミッタとコレクタとは、互いに対立して位置付けら、それによって、前記エミッタに印加される電圧は、前記エミッタにおいて空気をイオン化し、前記イオン化された空気は、前記コレクタに引きかれ、それによって、空気の流動を生成する、請求項１－２９のいずれかに記載のイオン熱伝達装置。
前記導体は、前記フレームに接合され、それによって支持されたワイヤエミッタを備えている、請求項８９に記載のイオン熱伝達装置。