以离子化气体流覆盖宽广面积制造技术

本发明专利技术披露一种具有气体传输通道的离子传递歧管，其用于接收离子化的气体流，及多个出口，其将气体流划分成多个中和气体流而引导向分别的多个目标区域。通过使用通过多个出口的不同离子的流速达成横跨目标区域的至少大致相等的离子分配。将多个中和流传递至分别的多个目标区域的方法包括以下步骤：接收离子化的气体流，将离子化的气体流划分成多个中和流，及将中和流引导向分别的目标区域。通过中和流的离子流速的差异达成横跨目标区域的至少大致相等的离子分配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从游离器至大的目标面积的离子化气体流的分配。更特别的，本专利技术涉及对于不相等地划分离子化气体流的新颖方法，及用于不相等地划分离子化气体流的装置，以提升离子更均匀地传递至大的目标面积。
技术介绍
如本领域中已知的许多游离器，离子发射器在一段时间期间接收正电压且在另ー段时间期间接收负电压。因此，这种发射器产生包括正及负离子两者的双极性电荷载子，且这些电荷载子通过某些或其他形式的歧管被引导向目标。分配气体离子的传统的离子流歧管(例如，见线游离器及日本专利JP20070486682中的离子系统4210)典型地包含具有沿着歧管的长度所分配的多重孔的细长圆柱形管道，以准许离子离开管道。在此装置中，孔的直径通过尺寸设计以在管道中建立遍及压カ(overpressure)且迫使离子化的气体向外通过孔。这些歧管沿着最长的歧管轴相等地划分离子化的气体流，使得粗略相同量的气体通过各孔而脱离。然而，离子化气体流的分配是复杂的物理现象，因为包含三个不同种类的媒介-承载气体、正及负离子。所以，寻求均等地划分离开歧管的气体流的歧管将无法提供离子的相等分配至大的带电荷目标面积。
技术实现思路
在ー个形式中，本专利技术通过提供与游离器一起使用的离子传递歧管克服先前技术的上述及其他缺点，该游离器的类型为将非离子化的气体流转变成离子化的气体流。歧管可具有气体传输通道，其具有从游离器接收离子化气体流的入ロ，及将离子化气体流划分成第一及第ニ中和气体流而分别引导向宽广面积目标的第一及第ニ区域的至少第一及第ニ出口。为了达成横跨第一及第ニ区域的至少大致相等的离子分配，通过第一出口的离子流速比通过第二出ロ的离子流速更高，且第一区域与第一出ロ的距离可比第二区域与第二出口的距离更远。进ー步的优点在将离子化气体流传递至目标表面的区域期间通过最小化离子复合而达成。复合是不良的，因其消耗两个带相反电荷(有用的)离子化的气体分子，且产生两个中性(对中和非有用的)气体分子。当带电荷的离子化分子被消耗时，在目标上中和电荷的能力被降低。通过减少复合且通过以某些方式补偿预料到的复合，本专利技术能够更靠近地在横跨中和电荷目标上达到近似均匀的离子分配。本专利技术的歧管可最小化离子化气体流离开歧管的停留时间且引导至离歧管最远的宽广面积的区域。因为离子分配取决于歧管中的停留时间，所以停留时间越低，离子复合发生的情况越少。根据本专利技术的某些实施例，通过消除死角(dead zones)或反向流(由混乱的气体运动建立)而最小化在传输通道中的停留时间。因此，所专利技术的歧管被设计成从入ロ更迅速地传输离子通过某些出ロ，从而最小化在这些部份歧管中的停留时间。在某些实施例中，所专利技术的歧管可使用气体流的动量进行移动通过歧管，以将至少ー个中和气体流推送离开歧管朝向更远的距离。在ー个理想的配置中，从歧管入ロ位于沿着畅通路径的至少ー个出口及进入的离子化气体流的动量被用于将经划分的离子化气体流之一推送通过其孔ロ。在某些实施例中，传输通道的至少一部分可具有弯曲的内部表面，且多个出口可从传输通道的弯曲的内部表面延伸出。此外，至少ー个出口可为至少实质上与穿过信道的内部表面的曲线切向地对齐。所专利技术的歧管如果与工具及自动应用一起使用可具有小的底面积，且可与高频离子来源相客。·所专利技术的方法实施例包括传递多个中和气体流至分别的宽广面积中和电荷目标的多个区域的方法。这些方法可包括以下步骤接收以下游方向流动的离子化气体流，将离·子化气体流划分成多个中和气体流，且将多个中性气体流引导向宽广面积目标的分别的多个区域。为了达成横跨宽广面积目标的至少大致相等的离子分配，中和气体流之一的离子流速可比其他中和气体流的离子流速更高，且具有最高离子流速的中和气体流可被引导至宽广面积目标的最远区域。总之，根据本专利技术的歧管结构及/或分配方法通过依赖一个或多个下列四种方针而改善中和气体流的传递(I)最小化横跨至少一部分的歧管本身的压カ落差，(2)最小化在至少一部分的歧管中的停留时间，(3)相比近的位置，引导更多离子至距离较远的目标位置，因为在距离较远的位置复合损失较大，及/或(4)利用歧管的空气或气体逸入下游以降低离子密度。附图说明图I是具有发射器且被附加至第一优选歧管的直列(in-line)游离器的图；图2示出图I的歧管实施例在歧管入口及通过最大部份的离子化气体流的孔ロ之间提供畅通路径；图3示出使用离子导入管道的另ー个优选实施例，其中靠近歧管入口且与歧管入ロ轴对齐的管道被理想地放置，以捕捉动量且传输离子至距离较远的位置；图4示出ー个优选实施例，其中离子导入管道与喇叭形或大致截锥形的歧管结合使用；图5示出进ー步优选的实施例，其中离子化単元具有离子发射器及參考电极且被并入所专利技术的歧管中，其中通过缩短发射器及歧管出口孔之间的距离而最小化复合且改善效率；图6示出另ー个优选实施例，其中歧管出口采取小管的形式以引导多个经划分的中和流离开歧管朝向宽广面积目标表面的分别区域；图7示出另ー个优选实施例，其利用至少实质上切向地对齐歧管曲线的出口管道，以通过使得离子流动量能够行进通过短的管道且继续至直线路程而有效率的捕捉动量;及图8 是图表，其显示ー个优选实施例引导至1400mm乘以400mm的宽广面积目标的放电时间及离子分配(离子化中和覆盖)的結果。具体实施例方式图I示出具有经证实的性能的歧管I实施例。歧管I传输通道3的入口通过与游离器出ロ 8交合而连接至气体游离器7。将传输通道3的入口与游离器出ロ 8交合的方式可为公至母滑动配合、具螺纹的配合、键入配合(keyed fitted)表面及/或此领域中已知的其他方式的任何ー个或多个。在一个实施例中，离子发射器7E可为具有压尖端的电晕放电电极，其面朝向歧管I的气体传输通道3,且其中电极7E布置在非离子化气体流中，该气体流将通过游离器转变为离子化气体流。离子化气体流可在30-200L/min的范围中，优选为 60-100L/min。在使用中，游离器接收界定下游方向的非离子化气体流(气体进ロ)，且产生离子6，从而形成离子化气体流。通过游离器7所产生的离子6由离子化气体流承载通过离子出ロ 8而至穿过通道3的入口。如所显示，歧管I包括外部表面2及由内部表面所限定的包覆的气体传输通道3，其内部表面在许多图中以虚线表示。在传输通道3中的离子化气体流6向多个出口/孔ロ4流动，其被非均匀地划分成多个中和流。该多个中和流离开孔ロ 4(其可为喷散孔ロ)且沿着箭头5被引导向宽广面积目标，以中和目标(未显示)的分别区域上的电荷。在某些优选实施例中，被包封的气体传输通道3可具有改变的截面面积，其向通道的ー个闭合端减小(即，通道可从ー侧关闭)。以此方式，可増加通道3内部的气体压力且可引导离子流至出口 4。在某些优选实施例中，气体传输通道3可包含具有100秒或更多的电荷松弛时间的介电聚合物，且气体传输通道的内部表面(见虚线)可具有不超过Ra = 32微英寸的表面粗糙度。此类型的传统材料包括具有良好的可塑造性(可处理)、热稳定性、温度抵抗力、化学抵抗力及/或疲乏抵抗力的经加工的热塑性树脂，例如热塑性塑料及热固性聚合物。具有某些或所有这种特性的某些传统聚碳酸酯树脂包括PEEK 、聚碳酸酯(Polycarbonate)、DELRIN 、及ACRYL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.26 US 61/279,784;2010.10.22 US 12/925,5191.ー种与游离器一起使用的离子传递歧管，该游离器的类型为将非离子化的气体流转变成离子化的气体流，包含 具有至少ー个入ロ的气体传输通道，该至少ー个入ロ从该游离器接收该离子化的气体流； 至少第一及第ニ出口，其将流过该气体传输通道的该离子化的气体流划分成第一及第ニ中和气体流而引导向宽广面积目标的分别的第一及第ニ区域，其中离开该第一出口的该离子流速比离开该第二出口的该离子流速更高，其中该第一区域与该第一出口的距离比该第二区域与该第二出口的距离更远，且其中到达该第一及第ニ区域的这些离子的分配至少大致相等。2.如权利要求I的离子传递歧管，其中该游离器与该第一出口的距离比其与该第二出ロ的距离更靠近，由此使得从该游离器流至该第一出ロ的该离子化的气体流的复合损失比从该游离器流至该第二出口的该离子化的气体流的该复合损失更低。3.如权利要求I的离子传递歧管，其中该歧管进ー步包含外部表面，且至少该外部表面包含PEEK 树脂。4.如权利要求I的离子传递歧管，进ー步包含交合构件，交合构件用于将该气体传输通道交合至该游离器，该交合构件选自以下构成的群组公至母滑动配合、具螺纹的配合、及键合配合表面。5.如权利要求I的离子传递歧管，其中该传输通道的至少一部分包括弯曲的内部表面，其中该第一及第ニ出口延伸穿过具有该弯曲的内部表面的该传输通道的该部份，且其中该第一及第ニ出口的至少ー个至少实质上与该穿过通道的该内部表面的该曲线切向地对齐。6.如权利要求5的离子传递歧管，其中该传输通道具有改变的截面面积及ー个闭合端，且其中该传输通道的该截面面积向该闭合端逐渐減少，由此使得该离子化的气体流的该压カ向该闭合端逐渐增加。7.如权利要求5的离子传递歧管，其中该第一出口是长距离出口，其经定位使得在该游离器及该第一出口之间存在畅通的路径，且其中该第二出口是近目标出口，其经定位使得在该游离器及该第二出ロ之间不存在畅通的路径，从而使得从该游离器流至该第一出ロ的该离子化的气体流的复合损失比从该游离器流至该第二出口的该离子化的气体流的该复合损失更低。8.如权利要求I的离子传递歧管，其中该第一及第ニ出口包含小管，且其中该非离子化的气体流包含正电气体。9.如权利要求I的离子传递歧管，其中该第一及第ニ出口具有截面面积，且其中该第一出口的该截面面积小于或等于该第二出ロ的该截面面积。10.如权利要求I的离子传递歧管，至少进一歩包含第三出口，其中该第一、第二及第三出口实质上并非沿着单一直线排列，且其中该出口的至少ー个包括倾斜边缘。11.如权利要求I的离子传递歧管，其中该传输通道包含具有至少100秒的电荷松弛时间的耐高温热塑性通道，且其中该游离器是高频AC游离器，其将该非离子化的气体流转变成一双极性离子化的气体流。12.如权利要求I的离子传递歧管，其中该气体传输通道的该内部表面具有不超过Ra=32微英寸的表面粗糙度，从而减少流过该传输通道的该离子化的气体流的该停留时间及复合损失。13.如权利要求I的离子传递歧管，其中该游离器至少部份地布置于该气体传输通道中，由此使得将该非离子化的气体流转变成离子化的气体流发生在该传输通道中，且在该歧管中的该离子化的气体流的复合损失及停留时间被最小化。14.如权利要求I的离子传递歧管，其中该游离器具有面向该第一出口的进行游离尖端的电晕放电电极，且其中该电极位于具有真空埠及出口的屏蔽内的位置，该屏蔽至少部份地布置在该气体传输通道中。15.如权利要求I的离子传递歧管，其中该歧管进ー步包含多个管道，且其中该第一出 ロ连接至比任何其他管道更靠近该传输通道入ロ的管道。16.—种将多个中和气体流传递至宽广面积中和电荷目标的分别的多个区域的方法，其包含以下步骤 接收双极性离子化的气体流； 将该离子化的气体流划分成多个中和气体流；及 将该多个中和气体流引导向该宽广面积目标的分别的多个区域，其中该中和气体流之一的该离子流速比该其...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·格夫特，阿列克谢·克洛奇科夫，约翰·E·米尼尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：