JP5631488B2 - 耐摩耗性の形状を有するエミッタ線調整装置 - Google Patents

Description

背景
発明の分野
本願は一般に、電気水力学流体加速器および静電集塵装置などの電気水力学装置または静電装置における電極の調整に関する。

多くの電子機器および機械で動く装置では、空気流が特定のオペレーティングシステムを対流によって冷却することを助ける必要がある。冷却は、装置の過熱を防ぐことに役立ち、長期信頼性を向上させる。ファンまたは他の類似の移動機械装置を用いて冷却空気流を提供することが知られている。しかし、このような装置は、一般に、動作寿命が限られており、ノイズまたは振動を発生させ、電力を消費し、または他の設計問題に悩まされる。

電気水力学（electrohydrodynamic）（ＥＨＤ）装置または電気流体力学（electro-fluid dynamic）（ＥＦＤ）装置などのイオン流動エアムーバ装置を用いると、冷却効率を向上させ、振動、電力消費量を減少させ、電子機器の温度を下げ、ノイズの発生を減少させることができる。これは、全体的な装置寿命コストを削減することができ、装置の大きさまたは体積を小さくすることができ、電子機器の性能またはユーザ・エクスペリエンスを向上させることができる。

多くのＥＨＤまたはＥＦＡ装置および他の類似の装置では、シリカ樹状突起、表面汚染物質、微粒子または他のごみなどの有害な材料が電極表面上に蓄積または発生する恐れがあり、このような装置の性能、効率および寿命を低下させる恐れがある。特に、シロキサン蒸気は、プラズマまたはコロナ環境で分解されて、電極、例えばエミッタ電極またはコレクタ電極上にシリカの固体堆積物を形成する。他の有害な材料もさまざまな電極表面上に蓄積する恐れがある。このような有害な材料の蓄積は、効率、性能および信頼性を低下させ、スパーキングを引起すかまたは火花放電電圧を減少させ、装置故障の一因となる可能性がある。性能および信頼性を回復させるために、これらの堆積物を定期的に除去する必要がある。

したがって、電極表面の洗浄および調整で改善が求められる。
関連技術の説明
流体のイオン移動の原理を用いて作られた装置は、イオン風装置、電気風装置、コロナ風ポンプ、電気流体力学（ＥＦＤ）装置、電気水力学（ＥＨＤ）スラスタ、およびＥＨＤガスポンプなど、さまざまな呼称で文献に記されている。本技術の一部の局面は、静電空気清浄機または静電集塵装置と称される装置においても活用されている。

一般に、ＥＨＤ技術は、イオン流動の原理を用いて流体（例えば、空気分子）を移動させる。ＥＨＤ流体流動の基本原理は、当業者によってかなりよく理解されている。したがって、以下のより詳細な説明の準備段階として、単純な２電極系におけるコロナ放電の原理を用いたイオン流動について簡単に説明する。

図１における説明を参照して、ＥＨＤ原理は、第１の電極１０（しばしば、「コロナ電極」、「コロナ放電電極」、「エミッタ電極」または単に「エミッタ」と呼ばれる）と第２の電極１２との間に高強度の電界を印加することを含む。エミッタ放電領域１１付近の周囲の空気分子などの流体分子がイオン化し、第２の電極１２の方に加速するイオン１６の流れ１４を形成し、中性の流体分子２２と衝突する。これらの衝突中に、イオン１６の流れ１４から中性の流体分子２２に運動量が伝達され、矢印１３によって示される所望の流体流動方向への第２の電極１２に向かう流体分子２２の対応する移動を引起す。第２の電極１２は、「加速」電極、「誘引」電極、「ターゲット」電極または「コレクタ」電極などのさまざまな呼称がある。イオン１６の流れ１４が第２の電極１２に引付けられ、一般に第２の電極１２によって中和されている間、中性の流体分子２２は特定の速度で第２の電極１２を通過し続ける。ＥＨＤ原理によって引起される流体の移動は、「電気風」、「コロナ風」または「イオン風」などのさまざまな呼称があり、高圧放電電極１０の付近からのイオンの移動によって引起される気体の移動として定義付けられる。

概要
電気水力学（「ＥＨＤ」）エミッタ線電極は、線電極に沿って装置を移動させた時にエミッタ電極を弾性変形させるように構築された、起伏のある（contoured）または丸みのある（radiused）耐摩耗性の形状を有する調整装置を用いて調整されてもよい、ということが見出された。このような起伏のある調整装置の形状は、ＥＨＤ装置の動作寿命を通して繰返され得る調整サイクルの間中、調整装置とエミッタ線電極との実質的な接触を維持できる、ということも見出された。

一部の適用例において、調整は、動作中に劣化して調整装置によって補給される調整材料を堆積させること、例えば銀含有材料を含む犠牲層を形成することを含む。例えば、調整材料は、炭素、銀、白金、マンガン、パラジウムまたはニッケルを含み得る。一部の適用例において、調整は洗浄を含む。

一部の適用例において、調整装置を用いてエミッタ線電極を蛇行した弾性屈曲状態にすることによって、ＥＨＤ装置の動作中にエミッタ線電極上に蓄積したシリカ堆積物などの有害な材料を効果的に分解し、拭取ることができる。一部の例においては、調整装置の摩擦係合が拭取り動作に寄与し得る。調整装置が摩耗した後でも、効果的な調整、例えばＥＨＤエミッタ線電極からの蓄積堆積物の除去および／または調整材料の堆積を維持することができる。

一部の適用例において、弾性電極屈曲状態またはさらには多数の蛇行した屈曲状態を生じさせることにより、蓄積堆積物を分解して除去することができ、それによって電極の性能および信頼性を回復させることができる。

一部の適用例において、エミッタ電極は、２つの調整材料担持面、例えば銀柱または耐久性のある銀担持パッドの間を通過して、エミッタ電極の長手方向の広がりの上に銀担持犠牲層を堆積させる。一部の適用例において、調整材料担持面は、調整材料の堆積を強化するため、および／または、エミッタ電極からの蓄積した有害な材料の除去を強化するために、エミッタ電極の弾性変形を生じさせる。

一部の適用例において、エミッタ電極は、制御された屈曲状態を線中に生じさせるように成形された相補的な面を規定する２つの対向する調整装置パッドの間に軽くクランプされる。屈曲部の半径は、塑性変形、すなわち永久的な変形を回避するために屈曲部半径に対するエミッタ線半径の比率がエミッタ線材料の降伏歪みを超えないように選択される。このような弾性変形および制御された曲げ応力は、エミッタ線上の脆いシリカ堆積物を分解する。蛇行した屈曲部も、パッドが摩耗した時の調整装置パッドとエミッタ線との安定した接触を確実なものにする。

一部の適用例において、調整装置は、動作中に有害な材料の蓄積の影響を受けやすい電極と摩擦係合するように対向する面を含む。対向する面は、係合したときに、張力下にある電極のさもなければ直線的な長手方向の広がりを横方向に歪ませる少なくとも部分的に相補的な面起伏を示す。対向する面は、摩耗を受けるが、少なくとも一部には張力下にある電極と係合する少なくとも部分的に相補的な面起伏のために、電極の半径を超える摩耗深さにも係わらず摩擦係合を維持する。

一部の適用例において、電極は、通電されると、電気水力学流体加速器および静電集塵装置のうちの１つでのイオン電流の流動に寄与する。

一部の適用例において、電極は、ある半径を有するエミッタ線であり、面起伏は、最小起伏半径に対する電極半径の比率が電極材料の降伏歪みを超えないように選択される。

一部の適用例において、面起伏は、長手方向の移動中に第１の方向にエミッタ電極を弾性変形させるように選択され、調整装置は、第２の方向にエミッタ電極を弾性変形させるように横方向に移動可能である。

一部の適用例において、調整装置は、電極の長手方向の広がりに沿った調整装置の移動中に電極が少なくとも部分的に横方向にそれぞれの調整装置面を横切るように角度をなして位置決めされる。

一部の適用例において、ＥＨＤ装置は、筺体内の１つ以上の装置の対流冷却に用いられる熱管理アセンブリの一部である。熱管理アセンブリは流路を規定し、流路は、流路に沿って位置決めされた熱伝達面上の筺体の部分と部分との間に空気を運搬して、１つ以上の装置によって発生した熱を放散させるためのものである。熱管理アセンブリは、流路に沿って流体流動を促すように通電可能なコレクタ電極およびエミッタ電極を含む電気水力学（ＥＨＤ）流体加速器を含む。調整装置は対向する面を含み、対向する面は、少なくとも１つの電極と係合すると、電極上に調整材料を堆積させている間に、張力下にある少なくとも１つの電極のさもなければ直線的な長手方向の広がりを弾性変形させる面起伏を規定する。

一部の適用例において、調整材料は、炭素、銀、白金、マンガン、パラジウムおよびニッケルのうちの少なくとも１つを含む。

一部の適用例において、電極のうちの少なくとも１つは、その動作中に有害な材料の蓄積の影響を受けやすく、調整はこの有害な材料の除去を含む。

一部の適用例において、調整装置は、低熱デューティサイクル、１つ以上の装置の電源投入サイクルおよび電源遮断サイクル、スパーキング、電圧レベル、電流レベル、音響レベルのうちの１つの検出、ならびに性能劣化の検出に応答して移動可能である。

一部の適用例において、１つ以上の装置は、計算装置、プロジェクタ、コピー機、ファックス送受信機、プリンタ、ラジオ、オーディオまたはビデオ記録装置、オーディオまたはビデオ再生装置、通信装置、充電装置、パワーインバータ、光源、医療機器、家庭用電気機器、動力工具、玩具、ゲーム機、テレビおよびビデオ表示装置のうちの１つを含む。

一部の応用例において、本発明の別の局面は、有害な材料を電極から除去する方法であって、電極と摩擦係合するように調整装置を位置決めするステップと、調整装置および電極のうちの一方を調整装置および電極のうちの他方に対して通過させて、それによって調整材料を電極上に堆積させるステップとを含む。調整装置は、電極と係合したときに、張力下にある電極のさもなければ直線的な長手方向の広がりを弾性変形させる少なくとも部分的に相補的な面起伏を規定する対向する面を含む。上記方法はさらに、電極上に蓄積した有害な材料を分解するように電極を弾性変形させるステップを含む。

一部の応用例において、調整装置は、電極上に蓄積した有害な材料を除去する働きもする。

一部の応用例において、対向する面は、通過サイクルの繰返しによる摩耗を受け、上記方法はさらに、少なくとも一部には張力下にある電極と係合する少なくとも部分的に相補的な面起伏のために、電極の半径を超える摩耗深さにも係わらず摩擦係合を維持するステップを備える。

一部の応用例において、上記方法は、調整装置および電極のうちの一方を通過させることによって調整材料を電極上にその場（in-situ）堆積させるステップをさらに含む。一部の例においては、調整装置は、調整材料を堆積させて、電極酸化を軽減するようにまたはオゾンを減少させるように選択された犠牲コーティングを形成することに対して耐久性がある。

一部の応用例において、上記方法は、電極が少なくとも部分的に横方向にそれぞれの調整装置面を横切るように調整装置を位置決めするステップを含む。

一部の応用例において、調整装置は、電極の多軸変形を生じさせるように電極の長手方向の広がりに対して横方向にさらに移動可能である。一部の例においては、調整パッドは、電極に対して面外に歪められる。

本発明は、添付の図面を参照することによって、より良好に理解され、その数々の目的、特徴、および利点が当業者にとって明らかとなる。

電気水力学（ＥＨＤ）流体流の特定の基本原理の図である。 さまざまな適用例に従う、耐久性のある調整材料を前および後ろに備えた、起伏のある対向する調整パッドを有する調整装置の側面図である。 さまざまな適用例に従う、耐久性のある調整材料を中央に備えた、起伏のある対向する調整パッドを有する調整装置の側面図である。 さまざまな適用例に従う、細長いエミッタ電極を弾性変形させて調整するための蛇行した起伏のある調整パッドを含む調整装置の側面図である。 さまざまな適用例に従う、細長いエミッタ電極を弾性変形させるための起伏のある調整パッドを規定する調整装置の側面図である。 さまざまな適用例に従う、細長いエミッタ電極を弾性変形させるための起伏のある調整パッドを規定する調整装置の断面図である。 電極を横方向に変形させる調整装置の上面図である。 対向するコレクタ電極に摺動可能に装着され、コレクタ電極およびエミッタ電極と接触するようにそれぞれの調整パッドを位置決めして、電極のタンデム調整を行なう、平行移動可能な調整装置を示す図である。 本明細書に記載されるように蓄積した材料の調整を受けるＥＨＤ装置の適用例を利用する電子システムを示す図である。

異なる図面において同一の参照符号が使用される場合は、類似または同一の事項を示す。

好ましい実施例の説明
図２を参照して、調整装置２００は、細長いエミッタ電極２０８の少なくとも一部と摩擦係合するように位置決めされた相補的な起伏のある調整パッド２０４および２０６を含む。一部の適用例において、調整装置２００は、調整パッド２０４および２０６をエミッタ電極２０８の長手方向の広がりに沿って移動させ、それによってシリカ樹状突起、表面汚染物質、微粒子または他のごみなどの有害な材料をそれぞれの電極表面から除去するように移動可能である。調整パッド２０４および２０６は、樹状突起または他の有害な材料を電極２０８から除去するため、または、電極を洗浄もしくは調整するために、電極２０８を弾性変形させて屈曲状態にするように起伏がついている。

屈曲部の半径は、電極２０８の塑性変形を回避するように選択される。例えば、電極直径および屈曲部半径は、屈曲部半径に対する電極半径の比率が電極材料の降伏歪みを超えないように選択される。調整パッド２０４および２０６の相補的な面は、電極上の脆いシリカ堆積物を分解するように、制御された曲げ応力を電極２０８に生じさせる多数の凹凸を含み得る。電極２０８の撓みは、パッドが摩耗した時に電極２０８と調整パッド２０４および２０６との接触を維持することにも役立つ。

エミッタ電極２０８は、イオンを発生させるように通電可能であってもよく、流体流路に沿って流体流動を促すようにコレクタ電極に対して位置決めされてもよい。したがって、エミッタ電極２０８およびコレクタ電極は、ＥＨＤ流体加速器を少なくとも部分的に規定し得る。流体流路に沿ってＥＨＤ流体加速器の上流および下流に、任意の数のさらなる電極が位置決めされてもよい。例えば、一部の適用例においては、流体流路に沿ってＥＨＤ流体加速器の上流にコレクタ電極を配置することができ、このコレクタ電極は静電集塵装置として動作することができる。エミッタ電極２０８の長手方向の広がりに沿った調整装置２００の移動から独立してまたは並行してコレクタ電極またはさらなる電極の面と摩擦係合して面上を移動するように、さらなる洗浄面を設けることができる。

代替的に、一部の適用例においては、エミッタ電極２０８は調整装置２００に対して移動可能であってもよい。例えば、調整装置２００は、駆動滑車の周りにループ状に形成されていてもよく、または巻取・供給スプールに巻付けられてもよく、または調整装置２００の調整パッド２０４および２０６を横断するようにされてもよい。

図３を参照して、調整パッド３０４および３０６は、電極３０８の表面調整のための調整材料挿入物３１０を含み得る。調整材料挿入物３１０は、調整パッド３０４および３０６上で中央に位置決めされてもよい。一部の例においては、最初に調整パッド３０４／３０６の対応する前縁洗浄面において洗浄が行なわれ、電極３０８が調整材料挿入物３１０を通過する時に調整が行なわれる。

調整材料挿入物３１０は、調整パッド３０４／３０６と一体になっていて調整パッド３０４／３０６と交換可能であってもよく、または、必要に応じて取外し可能および交換可能であってもよい。挿入物３１０は、接着、留め具、締まりばめまたは他の好適な手段によって保持されてもよい。調整材料挿入物３１０は、類似のまたは異なる調整材料組成物を含み得る。例えば、ある調整材料組成物は、酸化から保護するための電極遮蔽組成物を提供することができ、別の調整材料組成物は、オゾン低減剤を含み得る。このように、電極洗浄も調整も、電極３０８に沿った調整パッド３０４／３０６の移動によって行なうことができる。

一部の適用例において、調整パッドは、多数の洗浄または調整領域または面を含み得る。一部の例においては、調整パッドは各々、曲げおよび摩擦洗浄によって樹状突起を電極から除去するための少なくとも第１の領域と、電極上に調整材料コーティングを堆積させるための少なくとも第２の領域とを含む。一部の例においては、洗浄および調整は、調整装置の移動によって、さらには同一の調整装置の面によって、同時に行なうことができる。調整パッドは、調整中に所望の度合いの摩擦接触および／または電極変形を生じさせるように、平坦な面形状、湾曲した面形状、溝付きの面形状、凹凸のある面形状などの面形状の任意の組合せを含んでいてもよい。さまざまな電極は、線、棒、アレイ、ブロック、帯状または他の形態として形成されてもよく、調整装置は、電極の表面の任意の所望の部分を調整または調整するように構築可能である。

引続き図３を参照して、一部の適用例において、調整パッド３０４および３０６は、独立して交換可能であるか、または１つの組として交換可能である。

調整パッド３０４および３０６は、必要に応じて定期的に交換されてもよい。例えば、調整パッド３０４および３０６は、最初はある距離だけ間隔が空いていてもよいが、調整サイクルの延長による調整パッドの摩耗のために最終的には接触し得る。したがって、調整パッド３０４／３０６の接触は、例えばパッド寿命の終わりを示すために用いられてもよい。一部の例においては、調整装置３００の動作の結果、調整パッド材料のうちの一部が除去され、その結果、調整パッドにおいて溝が形成されたり溝が深くなったりし得る。

調整パッド３０４および３０６は、電極３０８の対向する面上の対向するはめ合い対として示されているが、本発明は図面に示されているような線電極とともに用いられる２つの部分の調整パッドに限定されるものではなく、単一の調整パッド、または、シャトル、ビーズ、ブラシなどの他の調整装置、または、他の形状の電極とともに用いられる多数の洗浄ヘッドおよび面を含み得る、ということが理解されるであろう。調整装置３００は、電極の長手方向の広がりに対する横方向の移動を含む単一のまたは多数の長手方向の通過または他の動きにより有害な材料をそれぞれの電極表面から除去するために用いられてもよい。

図４を参照して、一部の適用例において、対向するそれぞれの調整パッド４０４および４０６は、加えられる力「Ｆ」によって、互いにおよび／またはエミッタ電極４０８に対して駆動される。加えられる力「Ｆ」は、調整パッド４０４／４０６のうちの少なくとも１つと対応する支持構造４１６との間に配置された圧縮発泡体ブロック４１４、ばねまたは他の機構によって与えられることができる。調整パッド４０４および発泡体ブロック４１４は、電極４０８を摩擦調整するのに十分な圧力を調整パッド４０４と電極４０８との間に与えるように配置され、電極４０８は撓ませるまたは変形させることもでき、それによって洗浄および調整が行なわれる。一部の例においては、加えられる力「Ｆ」は、調整装置と電極との間の締まりばめもしくは圧縮ばめによって発生させてもよく、または調整装置に対して作用するクランプ装置によって発生させてもよい。

調整パッド４０４は、加えられる力「Ｆ」が電極を塑性変形させないように、すなわちブロックが十分に圧縮された時に電極にかかる力が、電極の塑性変形につながる弾性変形限界を超えないように構築され、配置されることができる。同様に、加えられる力「Ｆ」は、電極の塑性変形を回避するように制御されてもよい。

特定の例においては、細長いエミッタ電極線４０８は、コレクタ電極に対して例えば１〜５ｍｍの間隔が空いた関係で位置決めされ、それらの間にコロナ放電を確立するように通電可能である。エミッタ電極線４０８は、例えば１０〜３０ｇの張力状態で設置され、調整パッド４０４および４０６とエミッタ電極４０８との間に４０〜８０ｇの予荷重が与えられた状態で、起伏のある炭素調整パッド４０４および４０６を用いて洗浄される。炭素担持調整パッド４０４／４０６は、最初の通過でも戻ってくる際の通過でも、約１３ｍｍ／秒でエミッタ電極４０８に沿って通過する。調整パッド４０４／４０６上に存在する炭素は、有害な材料を電極４０８から効果的に除去するのに十分に硬く、摩耗および電極４０８上に炭素コーティングを堆積させるのに十分に柔らかい。炭素は、調整パッド４０４および４０６を少なくとも部分的に形成するために用いられ得る材料の一例に過ぎない。例えば、オゾン低減コーティング、犠牲コーティング、電極表面再仕上げ、電極潤滑または他の有用な電極の調整を提供するために、他の材料が用いられてもよい。

さまざまな細長い電極の適用例において、さまざまな度合いの電極張力、クランプ力「Ｆ」および洗浄速度が利用されてもよい。例えば、より柔らかい面を有する調整パッド、例えばフェルトまたは剛毛ブラシは、例えば３５０ｇのより高い電極クランプ力「Ｆ」予荷重を利用してもよい。加えられる力「Ｆ」は、調整パッドと電極との間または調整面の対の間に、ばね、圧縮可能な発泡体、磁気的反発力、漏れ磁場、ソレノイド、電気的反発力、または所望の力を与えるその他の手段によって与えられてもよい。

エミッタ電極の性能は、例えば３０〜１２０分の比較的短い動作期間に樹状突起が成長することに起因して、悪化する可能性がある。したがって、定期的なスケジュールに従って、または、例えば動力サイクル、電極アークといったさまざまな事象もしくは例えば音響レベル、電圧レベル、電流レベルといった性能特徴に応答して、樹状突起の成長の検出に応じて、通常の洗浄を有利に開始させてもよい。

図５Ａ〜図５Ｂを参照して、調整装置５００は、調整装置の丸みのある起伏、電極ガイドまたは他の好適な電極接触特徴によって調整中に電極５０８を弾性変形させるように構築され、配置される。一部の適用例において、電極５０８は、２つの調整パッド５０４および５０６の間にクランプされ、調整パッド５０４および５０６は各々、電極５０８を撓ませて制御された屈曲状態にするための相補的な丸みのある面を規定する。

図５Ａおよび図５Ｂの断面図を参照して、機械的調整装置５００は、電極５０８と摩擦接触するための調整面を規定する対向する第１および第２の調整パッド５０４および５０６を含む。調整パッド５０４および５０６はともに、電極５０８の弾性変形および電極の表側の面上での摩擦洗浄接触を生じさせる、起伏のある電極経路を規定する。調整パッド５０４および５０６が電極５０８を通過すると、電極を受けるようにサイズが決められたチャネルを電極ガイド５０８が規定するように断面図に示されている。

一部の例においては、電極の弾性変形は、洗浄または調整の有効性または制御を増大させる。例えば、電極の変形の度合いまたは特定の接触点での摩擦の度合いが制御されてもよく、洗浄および調整パラメータ、例えば電極における張力または圧力または調整パッド５０４と５０６との間の間隔は変更されてもよい。例えば、調整パッド５０４および５０６は、最初はある距離だけ間隔が空いていてもよいが、徐々に両者は近づき、洗浄サイクルの延長による摩耗の後では、最終的に互いに接触し得る。

調整パッド５０４および５０６は、パッド５０４および５０６を可動調整装置に取付けるように留め具を受けるためのアパーチャ５１０を規定するように示されている。例えば、パッド５０４および５０６は、電極５０８に対して調整パッド５０４および５０６を通過させるための可動キャリッジに据付け品として取付けられてもよい。

図５Ｂを参照して、調整パッド５０４および５０６は、それらの端縁部に沿って接触するように示されている。一部の適用例において、調整パッド５０４および５０６は、調整動作中にのみ、電極と接触させてもよい。一部の例においては、調整パッド５０４と５０６との接触は、パッドの摩耗または寿命状態の終わりを示すために用いられてもよい。

図６を参照して、一部の適用例において、調整装置６００の直交移動または横方向の移動は、調整装置６００が電極６０８の長手方向の広がりを移動した時に電極６０８を横方向に変形させて、そこに蓄積した有害な材料の堆積物をさらに分解する働きをする。この横方向の変形は、他の電極変形に加えて、例えば前に記載したような調整パッドの起伏によって、他の方向に取入れることもできる。一部の例においては、細長い電極６０８は、第１の方向に曲げられるまたは変形させられながら、第２の方向に引っ張られるまたは変形させられてもよい。例えば、電極６０８は、調整動作中に、第１の動作位置「Ｂ」から第２の横方向にずれた位置または横方向に変形した位置「Ｃ」までずらされてもよい。

調整装置６００は、電極６０８の所望の横方向のずれおよび弾性変形を達成するために、前後および／または左右に傾斜させることができる。加えて、調整装置６００は、電極６０８の横方向のずれおよび弾性変形を生じさせるために、任意の所望の経路に沿って電極６０８に対して移動可能であってもよい。例えば、調整装置６００は、電極６０８の横方向の変形を生じさせるために、細長いエミッタ電極６０８に対して弓状または末広がりの経路を移動してもよい。代替的にまたは加えて、調整装置６００は、前に記載したパッド３０４／３０６などの調整パッドの形状によっても、エミッタ電極６０８に対する調整パッドの歪められた向きでの軸外れ（off-axis）によっても、電極６０８が弾性変形されるように、エミッタ電極の長手方向の広がりに対して直交する軸を中心として回転または傾斜させてもよい。このように、電極６０８は、さまざまな方法および調整装置の構成において、２つ以上の直交する軸を中心とした曲げまたは変形を受け得る。

調整装置６００による電極６０８の横方向の引張りまたは横方向の移動と組合わせたこのような調整装置６００の角度をなした位置決めにより、電極６０８が少なくとも部分的に横方向に調整装置６００の面を横切るようにすることができる。調整装置６００を横切る電極６０８の移動に対して横方向の要素を取入れることにより、時間が経つにつれて調整装置面の摩耗をより均一にすることができ、位置合わせされた長手方向の移動に特有の溝の形成を減少させることができる。さまざまな適用例において、調整装置６００は、示される角度とは異なる角度で、例えば縦に向けられることができ、電極と接触するようにまたは電極を変形させるように任意の数の軸を中心として角度をなして位置決め可能または移動可能であり得る。

図７を参照して、調整装置７００は、エミッタ電極７０６の両側に、縦に向けられた調整パッド７０２を含む。さらなる調整パッド７０４はコレクタ電極７０８と係合している。エミッタ電極７０６から離れてコレクタ電極７０８の後方に駆動ケーブル７１０または他の好適な駆動構造が位置決めされている。このように電極７０６から離れて駆動ベルトまたは駆動ケーブル７１０を位置決めすることにより、電極７０６の周囲の電界から駆動ケーブル７１０への充電およびスパーキングを減少させることができ、電極７０６の周囲の電界との干渉を回避することを助けることもできる。

一部の適用例において、コレクタ電極７０８は、調整装置７００の移動および位置合わせのためのガイドの役割を果たす。一部の例においては、調整装置７００は、電極７０８上に摺動的に保持されることができる。例えば、調整装置７００は、相補的な電極、パッドおよび調整装置の起伏の間の滑りばめによって電極７０８のそれぞれの面に隣接して保持された調整面７０４により、電極７０８の間に延在し得る。

引続き図７を参照して、第１のそれぞれの調整パッド７０２はエミッタ電極７０６の長手方向の広がりに沿って移動してもよく、第２のそれぞれの調整パッド７０４はコレクタ電極７０８または他の電極の面の主要寸法上を縦に並んだ状態で移動する。例えば、ＥＨＤまたはＥＦＡ装置は、接地電極、反発電極、逆流電極または他の電極も含み得る。

示される適用例において、調整装置７００は、電極７０６および７０８のそれぞれの面を調整するように位置決めされた多数の調整面の対７０２および７０４を含む。加えて、調整装置７００はさらなる調整面を備えていてもよく、これらの調整面は、有害な材料が蓄積する傾向があるために機械洗浄または他の面調整を必要とする任意の数の電極、フィルタまたは他のシステム特徴を通過する。

調整装置７００は、駆動滑車および遊び滑車の周りに形成された駆動ケーブル７１０によって駆動または平行移動されることができる。調整装置７００を移動させることによって電極を洗浄および／または調整するために他のタイプの駆動機構が用いられてもよい。調整装置７００は、各サイクルにおいて調整装置７００が電極７０６および７０８の端部の間を移動するように、１回の通過で移動可能であってもよい。代替的に、調整装置７００は、１回のサイクルにおいて往復運動するもしくは二方向に移動してもよく、または所与のサイクルにおいてさまざまな速度で移動の任意の組合わせを実行してもよい。

一部の適用例において、電極７０６または７０８から取り除かれた有害な材料が調整装置７００上に蓄積し得る調整装置前縁または調整パッド７０２および７０４に隣接する面と接触するように、ワイパ、例えばブラシ、または他の二次洗浄装置が位置決めされてもよい。このように、ブラシまたは他の好適な二次洗浄装置によって、調整パッド７０２および７０４を含む調整装置７００から有害な材料の二次的な蓄積を除去することができる。ブラシによって取り除かれた有害な材料は、調整サイクルの合間に調整装置７００を停止させる収容位置に隣接して位置決めされた容器領域に蓄積し得る。蓄積した微粒子は、定期的に廃棄されることができ、またはさもなければシステムから排出されてもよい。

さまざまな調整装置の適用例の調整パッドは、接着力を減少させるように、オゾンを減少させるように、または酸化などのイオン打込みもしくはプラズマ環境の悪影響を軽減するように構成された調整材料を含む耐久性のある材料からなっていてもよい。例えば、酸化銀は犠牲コーティングとしての役割およびオゾンを減少させる役割の両方の役割を果たすことができる。

特定の適用例において、調整パッドは、実質的に固体の、耐久性のあるグラファイト調整材料からなっている。一部の適用例において、耐久性のある調整材料は、調整／調整中の電極損傷を回避するために、電極めっきよりも実質的に柔らかい。一部の例においては、調整材料組成物は、炭素、銀、白金、マンガン、パラジウム、ニッケル、またはそれらの酸化物もしくは合金を含み得る。一部の例においては、調整材料組成物は、炭素、プラズマ状態またはイオン打込み下で分解する有機金属材料、およびそれらの組合わせを含む。

一部の適用例において、調整材料は、オゾン低減機能を有するように、例えばＥＨＤ装置によって発生したオゾンを軽減するように選択されてもよい。例えば、銀（Ａｇ）を含む材料が、オゾンの発生を減少させるために用いられてもよく、シリカの成長を防ぐためにも用いられてもよい。一部の適用例において、調整材料は、犠牲層または保護コーティングを提供できる。このようなコーティングは、電極の動作面全体にわたって連続的である必要はない。一部の例においては、コーティングは、接着力が低いもしくは「くっつかない」面を提供でき、または樹状突起の形成における一般的な材料であるシリカを寄せ付けない面特性を有し得る。例示的な例として、調整材料は、グラファイトなどの炭素を含んでいてもよく、樹状突起の形成および他の有害な材料に対して低い接着力を有することができ、このような有害な材料の機械的な除去のしやすさを向上させることができる。

一部の例においては、調整材料は、プラズマ環境またはイオン打込みによって酸化または浸食される犠牲層の役割を果たしてもよい。電極の長手方向の広がりに沿った調整装置の移動によってこの犠牲層を補給することにより、タングステンなどの下部電極金属またはさもなければ浸食されたり薄くなったりし得る別の電極保護コーティングを浸食保護する。

一部の適用例において、対向する調整パッドは、異なる材料からなっているか、または異なる調整材料を含んでいる。例えば、一方のパッドがフェルトまたはモヘア洗浄材料を担持していてもよく、他方のパッドが耐久性のあるグラファイト調整材料を含んでいる。

図８は、調整装置が動作可能な環境の１つの適用例を示す概略ブロック図である。コンピュータなどの電子機器９００は、ＥＦＡまたはＥＨＤ空冷システム９２０を含む。電子機器９００は、表示装置９１２を含むカバー９１０を有するハウジング９１６またはケースを備える。内部９２２を見せるために、ハウジング９１６の前面９２１の一部は切り取られている。電子機器９００のハウジング９１６は、例えばキーボード、タッチパッドおよびトラッキング装置を含んでいてもよい１つ以上の入力装置を支持する上面（図示せず）も備えていてもよい。電子機器９００はさらに、動作時に熱を発生させる電子回路９６０を備える。熱管理手法は、電子回路９６０からヒートシンク装置９４２へ熱を引込むヒートパイプ９４４を備える。

装置９２０は、高圧電源９３０で動き、ヒートシンク９４２に近接して位置決めされている。この第２の適用例の図示を簡素化するために、電子機器９００は、その使用目的に応じて、多くの他の回路も備えていてもよい。ハウジング９２０の内部領域９２２を占め得る他の部品については図８では省略している。

引続き図８を参照して、動作時、装置９２０に配置されたエミッタ電極とコレクタ電極との間に電圧差を作り出すように高圧電源９３０を動作させ、コレクタ電極の方に周囲空気を移動させるイオン流動または流れを発生させる。移動する空気は、矢印９０２の方向に装置９２０を出て、ヒートシンク９４２の突出部およびハウジング９１６の裏面９１８の排出グリルまたは開口（図示せず）を通って移動し、それによってヒートシンク９４２の上方および周囲の空気に蓄積する熱を放散させる。なお、装置９２０および電子回路９６０に対する示される部品、例えば電源９３０の位置は、図８に示されるものとは異なっていてもよい。

コントローラ９３２は、装置９２０に接続され、空冷システムの状態を判断するため、例えば電極を調整または洗浄する必要性を判断するためにセンサ入力を用いてもよい。代替的に、調整または洗浄は、タイミングが合ったもしくは計画したベースで、システム効率測定ベースで、またはいつ電極を調整もしくは洗浄するかを判断する他の好適な方法によって、コントローラ９３２によって開始されてもよい。例えば、調整装置の移動を開始させて電極を調整するために、電極アークまたは他の電極性能特徴の検出が用いられてもよい。電極性能は、電圧レベル、電流レベル、音響レベルなどを監視することによって判断されてもよい。

一部の適用例において、電極が使用されていない時に洗浄または他の調整が行なわれる。代替的に、調整動作は、タイミングが合った間隔で行なわれてもよい。一部の例においては、加えられた電圧レベル、測定された電位、光学的手段による汚染レベルの存在の判断、事象もしくは性能パラメータの検出、または電極を機械的に調整することによる利点を示す他の方法のうちの１つ以上に基づいて、調整または洗浄がコントローラ９３２によって開始されてもよい。

本明細書に記載される熱管理システムの一部の適用例においては、ＥＦＡまたはＥＨＤ装置を利用して、コロナ放電の結果として発生するイオンの加速に基づいて、流体、典型的には空気の流動を促す。他の適用例においては、他のイオン発生技術を利用してもよいが、それについても、本明細書中に提供される記述内容から理解されるであろう。モノリシックまたはコレクタ電極と一体的である場合もあればそうでない場合もある熱伝達面を用いることにより、電子機器（例えば、マイクロプロセッサやグラフィック装置など）および／または他の部品によって放散された熱は、流体流に対して伝達されて排出されることができる。一般的に、熱管理システムが動作環境に組み込まれると、熱伝達路、例えばヒートパイプが設けられ、熱が放散されたまたは生成された場所から、ＥＦＡまたはＥＨＤ装置（または複数の装置）によって促された空気流動が、熱伝達面を超えて流れる筺体内の場所（または複数の場所）に、熱が伝達される。

一部の適用例において、ＥＦＡもしくはＥＨＤ空冷システム、または電極調整システムを利用する他の類似のイオン動作装置は、ラップトップもしくはデスクトップコンピュータ、プロジェクタまたはビデオ表示装置などの動作システムに組み込まれてもよいが、他の適用例においてはサブアセンブリの形態をとってもよい。エアムーバ、フィルムセパレータ、フィルム処理装置、空気微粒子洗浄装置、コピー機などのＥＦＡまたはＥＨＤ装置、ならびにコンピュータ、ラップトップおよび手持ち式の装置などの電子機器のための冷却システムを含む異なる装置とともに、さまざまな特徴が用いられてもよい。１つ以上の装置は、計算装置、プロジェクタ、コピー機、ファックス送受信機、プリンタ、ラジオ、オーディオまたはビデオ記録装置、オーディオまたはビデオ再生装置、通信装置、充電装置、パワーインバータ、光源、医療機器、家庭用電気機器、動力工具、玩具、ゲーム機、テレビおよびビデオ表示装置のうちの１つを含む。

上記は本発明のさまざまな適用例の説明を表わしているが、以下の特許請求の範囲には本発明の特徴が記載されており、上に具体的に記載されていない他の適用例も本発明の範囲内に含まれる、ということが理解される。

Claims (28)

1. 装置であって、
   動作中に表面劣化の影響を受けやすい電極（たとえば、２０８，３０８，４０８，５０８，６０８，７０６）と、
   間にある前記電極と摩擦係合するように対向する面（たとえば、２０４，２０６，３０４，３０６，４０４，４０６，５０４，５０６，７０２）を含む電極調整装置（たとえば、２００，５００，６００，７００）とを備え、前記対向する面は、加えられるクランプ力に基づいて係合したときに、張力下にある前記電極の直線的な長手方向の広がりを横方向に歪ませる少なくとも部分的に相補的な面起伏を示し、前記対向する面は、摩耗を受けるが、少なくとも一部には張力下にある前記電極と係合する前記少なくとも部分的に相補的な面起伏のために、前記電極の半径を超える摩耗深さにも係わらず摩擦係合を維持する、装置。
2. 前記電極は、通電されると、電気水力学流体加速器および静電集塵装置のうちの１つでのイオン電流の流動に寄与する、請求項１に記載の装置。
3. 前記調整装置は、張力下にある前記電極の前記長手方向の広がりの少なくともかなりの部分上を通過して、蓄積した有害な材料を前記電極から除去するように適合される、請求項１に記載の装置。
4. 前記調整装置は、張力下にある前記電極の前記長手方向の広がりの少なくともかなりの部分上を通過して、炭素、銀、白金、マンガン、パラジウムおよびニッケルのうちの少なくとも１つを含む調整材料を堆積させるように適合される、請求項１に記載の装置。
5. 前記調整装置の前記対向する面は、銀を含み、銀を含む犠牲層を前記電極上に堆積させるように適合され、前記犠牲層は、ＥＨＤ装置の動作中に劣化の影響を受けやすく、前記電極の前記長手方向の広がりの少なくともかなりの部分にわたって前記調整装置を通過させることによって補給可能である、請求項１に記載の装置。
6. 前記調整装置の位置は概して固定され、張力下にある前記電極は、概して固定された前記調整装置を通過するように構成される、請求項１に記載の装置。
7. 前記調整装置の面の起伏は、前記電極を弾性変形させるように選択される、請求項１に記載の装置。
8. 前記電極は、ある半径を有するエミッタ線であり、前記面起伏は、最小起伏半径に対する電極半径の比率が電極材料の降伏歪みを超えないように選択される、請求項７に記載の装置。
9. 前記面起伏は多数の凹凸を含み、前記電極を変形させて前記電極上の脆いシリカ堆積物を分解するように選択される、請求項７に記載の装置。
10. 前記面起伏は、長手方向の移動中に第１の方向にエミッタ電極を弾性変形させるように選択され、前記調整装置は、前記第１の方向と異なる第２の方向に前記エミッタ電極を弾性変形させるように横方向に移動可能である、請求項７に記載の装置。
11. 前記調整装置は、前記電極の長手方向の広がりに沿った前記調整装置の移動中に前記電極が少なくとも部分的に横方向にそれぞれの調整装置面を横切るように角度をなして位置決めされる、請求項１に記載の装置。
12. 前記電極は、流路に沿って流体流動を促すように通電可能であり、前記装置はさらに、電子機器から熱を放散させるために前記流路に沿って熱伝達面を備える、請求項１に記載の装置。
13. 前記電極および前記調整装置のうちの少なくとも１つは、低熱デューティサイクル、前記電子機器の電源投入サイクルおよび電源遮断サイクル、スパーキング、電圧レベル、電流レベル、音響レベルのうちの１つの検出、ならびに性能劣化の検出に応答して移動可能である、請求項１２に記載の装置。
14. 前記電子機器は、計算装置、計算タブレット、プロジェクタ、コピー機、ファックス送受信機、プリンタ、ラジオ、オーディオまたはビデオ記録装置、オーディオまたはビデオ再生装置、通信装置、充電装置、パワーインバータ、光源、熱源、医療機器、家庭用電気機器、動力工具、玩具、ゲーム機、テレビおよびビデオ表示装置のうちの１つである、請求項１２に記載の装置。
15. 装置であって、
    筺体と、
    前記筺体内の１つ以上の装置の対流冷却に用いられる熱管理アセンブリとを備え、前記熱管理アセンブリは流路を規定し、前記流路は、前記流路に沿って位置決めされた熱伝達面上の前記筺体の部分と部分との間に空気を運搬して、前記１つ以上の装置によって発生した熱を放散させるためのものであり、前記熱管理アセンブリは、前記流路に沿って流体流動を促すように通電可能なコレクタ電極およびエミッタ電極を含む電気水力学（ＥＨＤ）流体加速器を含み、前記装置はさらに、
    対向する面を含む調整装置を備え、前記対向する面は、加えられるクランプ力に基づいて少なくとも１つの電極と係合すると、調整材料を前記電極上に堆積させている間に、張力下にある前記少なくとも１つの電極の直線的な長手方向の広がりを弾性変形させる面起伏を規定する、装置。
16. 前記調整材料は、炭素、銀、白金、マンガン、パラジウムおよびニッケルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の装置。
17. 前記調整装置は、低熱デューティサイクル、前記１つ以上の装置の電源投入サイクルおよび電源遮断サイクル、スパーキング、電圧レベル、電流レベル、音響レベルのうちの１つの検出、ならびに性能劣化の検出に応答して移動可能である、請求項１５に記載の装置。
18. 前記１つ以上の装置は、計算装置、プロジェクタ、コピー機、ファックス送受信機、プリンタ、ラジオ、オーディオまたはビデオ記録装置、オーディオまたはビデオ再生装置、通信装置、充電装置、パワーインバータ、光源、医療機器、家庭用電気機器、動力工具、玩具、ゲーム機、テレビおよびビデオ表示装置のうちの１つを含む、請求項１５に記載の装置。
19. 有害な材料を電極から除去する方法であって、
    前記電極と摩擦係合するように調整装置を位置決めするステップと、
    前記調整装置および前記電極のうちの一方を前記調整装置および前記電極のうちの他方に対して通過させて、それによって調整材料を前記電極上に堆積させるステップとを備え、
    前記調整装置は、加えられるクランプ力に基づいて前記電極と係合したときに、張力下にある前記電極の直線的な長手方向の広がりを弾性変形させる少なくとも部分的に相補的な面起伏を規定する対向する面を含み、前記方法はさらに、
    前記電極上に蓄積した有害な材料を分解するように前記電極を弾性変形させるステップを備える、方法。
20. 前記対向する面は、通過サイクルの繰返しによる摩耗を受け、前記方法はさらに、少なくとも一部には張力下にある前記電極と係合する前記少なくとも部分的に相補的な面起伏のために、前記電極の半径を超える摩耗深さにも係わらず摩擦係合を維持するステップを備える、請求項１９に記載の方法。
21. 前記調整装置および前記電極のうちの前記一方を通過させることによって調整材料を前記電極上に堆積させるステップをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
22. 前記調整材料は、前記調整装置によって堆積可能であり、炭素、銀、白金、マンガン、パラジウムおよびニッケルのうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記電極は、エミッタ電極およびコレクタ電極のうちの１つである、請求項１９に記載の方法。
24. 通過は、低熱デューティサイクル、電子機器の電源投入サイクルおよび電源遮断サイクル、スパーキング、電圧レベル、電流レベル、音響レベルのうちの１つの検出、ならびに性能劣化の検出に応答して行なわれる、請求項１９に記載の方法。
25. 前記調整装置は、前記調整材料を堆積させて、電極酸化を軽減するようにまたはオゾンを減少させるように選択された犠牲コーティングを形成することに対して耐久性がある、請求項１９に記載の方法。
26. 前記電極は、少なくとも２つの実質的に直交する方向に弾性変形される、請求項１９に記載の方法。
27. 前記電極の長手方向の広がりに対する前記調整装置の横方向の移動によって前記電極を横方向にずらすステップをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
28. 前記電極が少なくとも部分的に横方向にそれぞれの調整装置面を横切るように前記調整装置を位置決めするステップをさらに備える、請求項１９に記載の方法。