CN102405109A - 高效率、多喉部流体振荡器 - Google Patents
高效率、多喉部流体振荡器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102405109A CN102405109A CN2010800175434A CN201080017543A CN102405109A CN 102405109 A CN102405109 A CN 102405109A CN 2010800175434 A CN2010800175434 A CN 2010800175434A CN 201080017543 A CN201080017543 A CN 201080017543A CN 102405109 A CN102405109 A CN 102405109A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oscillator
- edge
- current divider
- spraying
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
- B05B1/08—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities ; Fluidic oscillators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/22—Spouts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60S1/00—Cleaning of vehicles
- B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
- B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
- B60S1/48—Liquid supply therefor
- B60S1/52—Arrangement of nozzles; Liquid spreading means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
- F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
- F15C1/22—Oscillators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
一种改进的流体振荡器(2),其操作流经振荡器的加压液体以产生流入周围气体环境的液体射流,从而形成液滴的振荡喷雾,改进的流体振荡器(2)包括:被制作成两部分流动通道的构件,其第一部分流动通道被配置以便在构件中产生提供喷雾的振荡性的流动现象,以及其第二部分包括分流器(22),分流器(22)被用来将射流分成分量喷雾,分量喷雾的中心线相对于振荡器的中心线呈现指定的偏转角或倾斜角。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是本受让人在2005年10月6日提交的美国序列号11/245,396和在2007年5月24日提交的美国序列号11/805,802的待审核专利申请的继续部分。这些现有专利申请的教导通过引用并入本文并且在一定程度上与本文的教导不冲突。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及流体处理工艺和仪器。更具体地说,本发明涉及流体振荡器(fluidic oscillator)以及改进其有效的运行效率的新的方法和仪器。
2.相关技术的描述
液体***件(fluidic insert)或振荡器因为它们提供广泛的特殊液体喷雾进入周围环境的气体环境的能力而被熟知。这些喷雾的特殊性是由于与从标准喷嘴射出来的相对稳定状态的流体相比,它们的特征在于本质上是振荡的这一事实。
本受让人的美国专利第(USPN)4,052,002号的图5图示了来自典型的流体振荡器的喷雾的振荡性。它图示了可以被认为是在单一瞬间从振荡器流出进入周围气体环境并分解成横向于流的射流主方向分布的液滴的液体射流或喷雾的基本上时间不同的、二维的、平面流动模式的表示形式。这样的喷雾模式可以通过它们的液滴的可定义的特点来描述(例如,喷雾的体积流速,喷雾的覆盖面积或其扇形角,在与喷雾流所在方向垂直的平面内和在振荡器的出口前面的不同距离处的液滴的空间分布,平均液滴速度,液滴的平均大小,以及液滴对喷雾路径上的障碍物产生影响的频率)。
流体***件通常被认为是由塑料模制或制造而成的薄的、长方形的构件,并且流体***件具有特别设计的、一致的深度、在其较宽的顶部表面或底部表面以及有时在两者中加工的液体流通道或流体通路。加压液体进入这样的***件并从***件喷射。例如,参见本受让人的USPN 7,014,131的图1中的流体***件(18)和壳体(10)。
有许多众所周知的适合用于这样的流体***件的流体通路设计。这些中的许多有一些共同特征,包括:(a)至少一个动力喷嘴(power nozzle),其被配置来大大加速在压力作用下流经***件的液体的运动,以便它与动力喷嘴下游的外壁相分离以在动力喷嘴下游形成基本上“自由的”射流(即,“自由”意味着当射流离开动力喷嘴时不会附着到附接于动力喷嘴边缘的侧壁),(b)相互作用腔室,液体流经相互作用腔室并且流动现象(例如,在腔室内的并行位置的间断的交替的漩涡)在相互作用腔室开始,这将最终导致来自***件的具有振荡性的喷雾,(c)液体入口,(d)路径,其连接入口和动力喷嘴,以及(e)一个或多个出口或喉部,来自***件的液体从出口或喉部喷射——作为多重喉部振荡器的例子,参见USPN4,231,519。
流体通路的例子可以在许多专利中找到,包括本受让人的USPN3,563,462(Bauer),4,052,002(Stouffer & Bray),4,151,955(Stouffer),4,157,161(Bauer),4,231,519(Stouffer),它们被再公告为RE33,158,4,508,267(Stouffer),5,035,361(Stouffer),5,213,269(Srinath),5,971,301(Stouffer),6,186,409(Srinath)以及6,253,782(Raghu)。
大部分流体振荡器和流体通路被制造成具有关于它们的中心线的横向对称性。然而,有些实例中不对称性被建入流体振荡器。例如,当期望在从振荡器流出的喷雾的中心线上施加偏转角或向外或横向水平偏转时,公知的是制造相对于它的中心线具有非对称性的这样的振荡器。参见本受让人的USPN 6,253,782。
因为流体振荡器一直被用于更多的工业应用中,所以认为有必要改进它们的设计以使它们能够获得更高的操作效率和流动性能(例如,更高的平均出口速度、更大的扇形角以及它们的液滴的更加均匀的空间分布)。例如,对于一定尺寸的在指定的压力下操作以产生具有所需扇形角的喷雾的振荡器来说,需要装置来改进这样的振荡器以便它的喷雾在振荡器的出口处也具有较高的平均速度。
3.目的和优势
为了可以更好地理解和领会本发明的内容,以上相当广泛地总结了与本发明相关的现有技术。就这一点而言,同时考虑本发明的目的和优势是指导性的。
本发明的目的是提供改进的流体振荡器,其比现有的流体振荡器能更有效地运行。
本发明的目的还提供流体振荡器,其能提供迄今为止用常规的射流技术无法获得的特定种类的所需喷雾(例如,具有更高的平均出口速度、更大的扇形角和它们的液滴空间分布更加均匀的那些)。
本发明的另一目的是提供改进的和更通用的流体***件以及它们的外壳,其被理想地设计用于更广的、更严苛范围的挡风玻璃冲洗器应用。
本发明的其他目的是提供改进的外壳和流体***件,其被理想地设计用于各类商业清洁应用。
本发明的目的是为其他标准的流体振荡器提供外壳,其允许用户更好地引导和控制被来自这样的设备的喷雾淋湿的区域的位置。
因为通过参考下面的附加概述、附图和详细描述,本发明更容易理解,所以本发明的这些及其他目标和优势将变得显而易见。
发明概述
认识到需要开发改进的流体振荡器及其外壳,本发明大致目的在于满足上面阐述的需要以及克服在现有技术设备和方法中可见的限制。
根据本发明,此种类型的流体振荡器(其操作流经振荡器的加压液体以产生进入周围的四周环境的液滴的振荡喷雾,并且其中喷雾的特征在于诸如其扇形角、平均出口速度和其液滴的空间分布的均匀性的特性)具有中心线、相互作用腔室和用于在流经腔室的液体中产生振荡的装置,并且其中腔室具有向下游延伸并向振荡器的中心线靠拢以便形成振荡器的出口的侧壁,此种类型的流体振荡器通过如下修改而被改进,使得其包括:(1)分流器,分流器包括具有第一边缘和第二边缘的大致平坦的表面,并且其中分流器的平坦的表面大致在上游方向朝向振荡器的相互作用腔室,(2)其中振荡器的出口具有第一边缘和第二边缘,该第一边缘和第二边缘中每一边缘都从振荡器的中心线横向间隔开并且用于限定与振荡器的中心线大致垂直的振荡器出口平面,第一分流器边缘位于离开振荡器出口平面的第一指定距离处并且第二分流器边缘位于离开振荡器出口平面的第二指定距离处,(3)第一分流器边缘与出口的第一边缘协作以将流经出口的部分液体分离成在第一分流器边缘和第一出口边缘之间流动的第一分量喷雾(component spray),并且该第一分量喷雾具有中心线,该中心线具有本文定义的相对于振荡器的中心线施加的第一分流角,(4)第二分流器边缘与出口的第二边缘协作以将流经出口的部分液体分离成在第二分流器边缘和第二出口边缘之间流动的第二分量喷雾,并且该第二分量喷雾具有中心线,该中心线具有本文定义的相对于振荡器的中心线施加的第二分流角,以及(5)其中这些施加的分流器偏转角被选择以改变产生的振荡喷雾的特征特性以便特性中的至少一个呈现所期望的值。
此外,本发明可以采取流体振荡器的外壳的形式,该外壳包括:(1)具有内部表面和外部表面的主体,主体的内部表面的一部分被配置成附接于振荡器的出口边界表面以便形成围起的用于液体流经外壳的路径,以及(2)其中,该主体的内部表面的一部分被配置来提供用于将流分离成具有施加的分流角的分量喷雾的之前描述的分流器。
因此,为了更好地理解和领会下面的详细描述,本发明在上面已经广泛做了概述,然而要理解本发明还有上面没有概述到的其他优选实施方式。当然,本发明还有其他特征,这些特征将在下文描述并且将形成后文提供的本发明权利要求的主题。
附图的简要描述
图1示出了本发明的阐释性的二维优选实施方式。
图2A(透视图)-2B(垂直截面图)示出了本发明的壳体形式的优选实施方式,该壳体具有专门配置的被模制有接着各自扩展通道的两层和三部分喉部(即,通过使用在相互作用腔室的下部出口平面的下游的分流器产生单一的上部喉部和两个下部喉部)的前壁或面。从上部的出口产生具有在正常范围(60-120度)内的扇形角的喷雾,当下部的出口产生双分量喷雾时,由于分流器的所施加的分流器偏转角,双分量喷雾的整个总扇形角远大于正常的角度(140-160度)。
图3A(竖直截面图)和图3B(图2所示的两层喷雾器壳体的下部区域的向下的截面图)示出了被施加在本配置的分量喷雾上的分流器偏转角。
图4A-4C示出了本发明的流体***件形式的优选实施方式,其具有专门配置的被模制有单一的上部喉部以及在它的下部部模制有具有产生两个有效的下部喉部的下游分流器的前壁或面,两个有效的下部喉部产生每个都具有相同的所施加的分流器偏转角的两个分量喷雾。
图5示出了本发明的优选实施方式,其使用下游的圆形的分流器产生两个有效的偏转喉部,每一个喉部流出具有施加的分流器偏转角的分量喷雾。上游的流体通路也不同,因为其采取了相比于在图1-4中示出的“双喷口”或“伞形物(mushroom)”振荡器的被称为“三喷口,岛状物”振荡器的形式。
优选实施方式的描述
在详细解释本发明的至少一种实施方式之前,应该理解本发明不会在其应用上限制于下面的描述中提到的或在附图中阐释的结构细节和构件安排。本发明可以有其他实施方式并且能够以各种方式实践和实现。同时,应该理解本文使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应该被认为是限制。
在开发和生产用于汽车挡风玻璃应用的流体振荡器或***件的过程中遇到的共同问题是,设计能给出所期望的喷雾特征(例如,以400ml/min的流速和9psig的操作压力,均匀覆盖80cm宽的喷雾液滴,目标区域位于喷雾器前面大约25cm或更远处)且能被装在其容许尺寸非常有限的壳体中的流体通路。因为这样的壳体经常位于很容易看见的汽车引擎盖上的位置,所以它们的容许尺寸经常出于美观考虑而被限定(例如,典型的可接受的宽度大约是10-12mm)。这些约束的结果是,来自位于这样的壳体中的挡风玻璃冲洗器的喷雾必须具有相对大的水平扇形角φ(即,通过被喷雾淋湿的区域的横向边界或水平边界定义)和尽可能大的出口速度,以便它的液滴能够克服被由汽车的前进速度产生的迎面的风施加在喷雾的液滴上的空气阻力。
图1示出了本发明的阐释性的二维的优选实施方式。它是改进的流体振荡器2,其操作流经它的加压液体以产生进入周围气体环境的液滴的振荡喷雾。产生的整体喷雾特征在于诸如其总水平扇形角φ、平均出口速度VE和其液滴的空间分布的均匀性的特性。
该振荡器2是这样一种类型:具有中心线CL和一对动力喷嘴4、6(即,用于产生液体中的向下游振荡的装置),该一对动力喷嘴4、6从它们中的每一个形成“自由的”射流(即,“自由”意味着,射流当它离开动力喷嘴时不会附着在附接于动力喷嘴边缘的侧壁),该“自由”射流流入相互作用腔室8,液体流经该相互作用腔室8并且在相互作用腔室8中产生流动现象(例如,在腔室内的并行位置中的间断的交替的漩涡),最终导致来自振荡器或***件的具有振荡性的喷雾。
应该注意到,当这种实施方式采用使用一对动力喷嘴作为其在振荡器的相互作用腔室内产生间断的交替漩涡的装置的流体通路时,有更多类型的流体通路可以选择性地用于本实施方式中(参见现有技术的讨论)并且所有这些都应该被认为是本发明公开的一部分。
本发明的相互作用腔室被认为具有侧壁10、12,侧壁10、12向下游延伸并向振荡器的中心线靠拢以便形成振荡器的出口14。该出口可以被认为具有第一边缘16和第二边缘18,第一边缘16和第二边缘18从振荡器的中心线横向间隔开并有助于限定大致垂直于振荡器的中心线的振荡器出口平面20。
在本例中,新型的分流器22(在这种情况下,为水平分流器,由于分流器将流分离成水平向右和水平向左定向的喷雾分量)被认为位于振荡器的出口平面20的下游较短距离处。这个分流器具有在上游方向主要面向振荡器的相互作用腔室8的大致平坦的表面24。分流器也有外部的第一(或右侧)边缘26和第二(或左侧)边缘28,其中每一个都位于在振荡器的出口平面下游的指定第一距离d1或第二距离d2处。
依据相互作用腔室的出口的宽度和分流器的宽度,分流器的第一边缘26被认为离腔室的第一出口边缘16具有指定的距离或宽度w1。这些边缘被认为形成了振荡器的有效的第一喉部,其导致流经出口的液体的一部分分离成我们观察到的从这个第一喉部流出的第一(或右侧)分量喷雾。类似地,在该振荡器的左侧,分流器的第二边缘28离腔室的第二出口边缘18具有指定的距离或宽度w2,以便形成振荡器的有效的第二喉部,其导致流经出口的液体的余下部分从振荡器的第二有效喉部流出第二(或左侧)分量喷雾。
对于广泛的操作条件来说,我们已经通过实验(由于喷雾以规定的频率振荡,一个人可以使用频闪观测仪以该相同的频率操作以照亮喷雾以便确定它的外部边界的位置)观察到该第一分量喷雾具有正交于在该喉部的边缘16、26之间延伸的直线的中心线CL1。因此,我们观察到,我们以其当前方向使用该分流器有效地在其分量喷雾上施加了第一分流(偏转)角γ1,并且sin γ1=d1/w1。
类似地,在图1的左侧我们也看到从其流出第二分量喷雾的有效的第二喉部,第二分量喷雾具有正交于在该喉部边缘18、28之间延伸的直线的中心线CL2,该第二分量喷雾具有施加的第二分流(偏转)角γ2,并且sin γ2=d2/w2。
作为利用广泛的具有可变尺寸的动力喷嘴、出口、分流器和分流器方向的振荡器的进行实验的结果,我们发现某些分流器位置对于产生一些相当令人吃惊的和有利的喷雾现象十分有效。例如,我们已经观察到本发明的改进的振荡器(即,“分流喉部”振荡器)能够获得:
(1)以相同的面积比(其中,面积比=TA/PA,PA=动力喷嘴4和6的面积和;TA=分流器产生的有效的第一喉部和第二喉部的面积和),总水平扇形角比标准的振荡器大。这是重要的,因为经常是振荡器的面积比通常决定了振荡器的相互作用腔室(振荡器的最宽部分)的所需的横向尺寸或宽度,并且对于面积比,在汽车或挡风玻璃冲洗器应用中总是有使该宽度尽可能小的偏好,以减小这样的振荡器对它们安装在其上的汽车引擎盖的外观的可视影响。为了获得这些较大的总扇形角,典型施加的分流器偏转角通常在5到45度的范围内。
(2)较高的振荡器出口速度。例如,对于标准的、两个动力喷嘴的、伞形振荡器来说,已知的是,为了以1000mL/min的流速和以30psig获得针对性的90度扇形角,需要使用相应具有1.08mm2(PA)的动力喷嘴面积和1.59mm2(TA)喉部面积的振荡器。该流速除以振荡器的喉部面积得出10.5m/s的平均出口速度。
同时,还看到本发明的改进振荡器可以用两种方式中的任一种获得这样的总喷雾角。可以施加22.5度的分流器偏转角并使用动力喷嘴以及具有合适尺寸和方向的分流器,以便振荡器的动力喷嘴和喉部的面积相应是1.44mm2和1.22mm2。则振荡器的平均出口速度就是13.6m/s,增加超出用标准的伞形物获得的30%。
可选地,本发明可以施加27.5度的分流器偏转角并使用动力喷嘴以及具有合适尺寸和方向的分流器,以便振荡器的动力喷嘴和喉部的面积相应是1.60mm2和1.07mm2,以产生15.6m/s的出口速度,增加超出用标准的伞形物获得的49%。
注意到,在该实例中,在分量喷雾的内部边缘或边界之间存在20度的缺口角。这种情况可能产生将会在其液滴的下游空间分布的均匀性中显现出一些差异的整体喷雾。然而,当这些差异可以被调整时(例如,在挡风玻璃冲洗器应用中,高出口速度对于对抗汽车高速行驶期间经历的喷雾低气压(spray depression)是重要的),使用这样的分流器证明是获得较高振荡器出口速度的非常有效的方式。
在本发明的其他实验中,发现实际上把这样的分流器放在相互作用腔室的出口平面20的前面是有可能的。这导致以下的情况:分量喷雾实际上向内偏转并朝向振荡器的中心线,并且观察到的缺口角是负的,表明当流向下游方向时分量喷雾重叠。
与本发明相关的还有一些实验使用了其中d1不等于d2并且/或者w1不等于w2的分流器。所有这些实验显示出相关的结果,在这些结果中施加的偏转角被认为重大影响了产生的分量喷雾的特性。
当图1示出本发明只使用单一的水平分流器时(即,水平分流器将流水平地分离成偏向右边和偏向左边的分量喷雾),应该认识到本发明的范围达到覆盖和包括竖直分流器的使用的程度,竖直分流器的边缘可选在振荡器的出口平面的下游以将来自振荡器出口的流分离成竖直的、两层的、倾斜的(由于将中心线被水平偏离的喷雾定义为被偏转,因此将中心线被竖直偏离的喷雾称作施加的“倾斜”角)、上部分量喷雾和下部分量喷雾。这样的分流器的组合使用(即,竖直分流器在其下部区域带有水平分流器)于是允许产生具有更多喷雾分量中的三个的定制喷雾。
可选地,竖直分流器可以被定向以便竖直分流器的边缘位于出口平面内,并且还被用来将振荡器出口处的流分离成其中心线相对于振荡器的中心线没有倾斜的新型的、两层的上部分量喷雾和下部分量喷雾。
此外,熟悉流体振荡器技术的那些人将认识到,在使用流体振荡器的总装配的设计中,用于流体振荡器的壳体或外壳经常是关键组件。例如,参见本受让人的USPN 7,014,131的图1中被在前部装载到壳体(10)中的流体***件或振荡器(18)(注意:在其他情形下,这样的壳体可以制作成允许振荡器后部装载)。
由于知道构成带有制作成在其中的流体通路元件的这样的壳体,并且由于本发明的分流器可以被认为是另一种类型的“流体通路”元件,所以本发明的实验分析扩展到研究如果这样的分流器是被制作在允许使用后部装载振荡器的壳体中的液体流动路径的一部分,它所能具有的影响。
图2A-2B分别示出了本发明2的以后部装载的壳体或外壳30的形式的优选实施方式的准透视图和截面图,后部装载的壳体或外壳30具有其中模制了用于较高的上游相互作用腔室的较大的出口34的前面部分32,液体从较高的上游相互作用腔室流过并从该出口流出。竖直的分流器36和水平的分流器38被用在该出口的下游,以便有效产生具有喉部40、42、44且从中流出每一个都具有中心线的三个分量喷雾的两层喷雾器。竖直分流器被认为产生两层的(上部和下部的喷雾分量)、倾斜的输出喷雾;而水平分流器在它的下层,类似于我们在图1中所描述的,在水平分流器的右侧和左侧的分量喷雾上施加我们目前称作的水平偏转角。
类似于在图1中所描述的,出口边缘46有助于确定本文定义的大致与振荡器的中心线垂直的振荡器出口平面48。分流器的前表面50、52大致在上游方向面朝相互作用腔室,并且分流器的前面边缘54、56位于出口平面下游的指定距离处。
图3A和图3B分别是所述壳体的竖直截面图和水平截面图并且示出了施加的分流角和来自这些下部喉部的偏离的或偏转的分量喷雾的类型的指示。
除了它的相互作用腔室不具有向下游靠拢的侧壁,***该壳体后面的流体***件或振荡器60是相当标准的设计。
在图2A-2B中可以看到,该实施方式具有其一部分是球形形状的外部表面。该壳体被配置成这样以便壳体能用作***挡风玻璃冲洗器组装的第一壳体的可调球状物或第二壳体。
本发明的另一优选实施方式是在图4A-4C中示出的改进的流体***件或振荡器2,其实际上是在图1中所示出的阐释性振荡器的两层且具有三个喉部的类型。在图4A-4C中示出的是用塑料模制或制作的长方形构件,并且长方形构件具有在该实例中制造在其较宽的顶部表面的第一部分(即,可以是其底部或侧面或这些的一些组合)中的特别设计的液体流动通道或流体通路,并且液体从***件底部的入口62流入该液体流动通道或流体通路。流体***件是将被***壳体的凹陷处的类型,壳体的内壁被配置成环绕***件的侧壁形成液密密封。
该***件被认为具有新型的前壁64,其中模制了出口66以及竖直分流器68和水平分流器70。这些将流分离到三个喉部72、74、76中。两个动力喷嘴80、82将它们的流引入振荡器的相互作用腔室84。
然而,本发明的另一优选实施方式是在图5中示出的改进的流体***件或振荡器2。该振荡器使用下游的、圆形形状的分流器86来再次产生两个有效的偏转喉部88A、88B,每一个都产生具有施加的分流器偏转角的分量喷雾。上游的流体通路也是不同的,因为其采用了被称作“三喷口90A、90B、90C的岛状物92”振荡器的形式,相比在图1-4中示出的“两喷口”或“伞形物”振荡器。
来自汽车挡风玻璃冲洗器设备的用于最佳喷雾分布的现有技术水平经常涉及使用“双喷”***件或喷嘴(即,在一个***件上有两个流体通路,底部的通路通过宽的型式朝向挡风玻璃下部部分分布流体,而顶部的通路通过较小的型式朝向挡风玻璃的上部部分分布喷雾)。对于汽车车辆上可用的流体流动和压力的限制经常要求这些通路中的每一个都具有比替换它们的单一通路设备中的那些通路小的尺寸。然而,由于这样较小的振荡器在如冷清洗流体的较高粘度的流体中不能表现得和较大的振荡器一样好,所以这种类型的配置呈现出性能问题。
本发明的优势是,允许使用较大尺寸的***件或振荡器(例如,像在单一的喷雾应用中所使用的)来分配流体,就像在双***件壳体中使用的较小的振荡器一样,参见USPN 6,062,491。本发明的较大尺寸的***件提供有重大改进的喷雾模式,如使用竖直分流器来产生具有其上部倾斜的分量喷雾和下部倾斜的分量喷雾的两层喷雾,或使用水平分流器来产生偏向右侧和偏向左侧的分量喷雾。
前文只是本发明原理的阐释。因此,本公开的所有适当的修改和等价物都可以诉诸于且仍然被认为属于本发明的如后文在本发明的权利要求中阐述的范围。
Claims (14)
1.一种改进的流体振荡器,其操作流经所述振荡器的加压液体以产生进入周围气体环境的液滴的振荡喷雾,该类型的所述振荡器具有中心线、相互作用腔室和用于在流经所述腔室的所述液体中产生振荡的装置,所述腔室具有向下游延伸并朝向所述振荡器的中心线靠拢以便形成所述振荡器的出口的侧壁,其中,改进在于,包括:
分流器(22),其包括具有第一边缘(26)和第二边缘(28)的大致平坦的表面,所述表面在上游方向大致面向所述相互作用腔室,
其中,所述振荡器的出口具有第一边缘(16)和第二边缘(18),所述第一边缘(16)和所述第二边缘(18)中的每一个都从所述振荡器的中心线横向地隔开并且用于确定本文限定的与所述振荡器的中心线大致垂直的振荡器出口平面(20),
所述第一分流器边缘(26)位于所述振荡器出口平面(20)下游的第一指定距离(d1)处并且所述第二分流器边缘(28)位于所述振荡器出口平面(20)下游的第二指定距离(d2)处,
所述第一分流器边缘(26)与所述出口的第一边缘(16)协作以将流经所述出口的液体的一部分分离成在所述第一分流器边缘(26)和所述第一出口边缘(16)之间流动的第一分量喷雾,所述第一分量喷雾包括具有本文限定的相对于所述振荡器的中心线施加的第一分流角(γ1)的中心线,并且
所述第二分流器边缘(28)与所述出口的第二边缘(16)协作以将流经所述出口的液体的一部分分离成在所述第二分流器边缘(28)和所述第二出口边缘(18)之间流动的第二分量喷雾,所述第二分量喷雾包括具有本文限定的相对于所述振荡器的中心线施加的第二分流角(γ2)的中心线。
2.如权利要求1所述的改进的流体振荡器,
其中,所述喷雾的特征在于诸如其扇形角(φ)、平均出口速度和其液滴的空间分布的均匀性的特性,并且
其中,所述施加的分流角(γ)被选择以改变所述振荡喷雾的所述特性,以便所述喷雾特性中的至少一个呈现所期望的值。
3.如权利要求1所述的改进的流体振荡器,其中,所述分流器(22)是以本文限定的水平分流器(38)的形式并且被相对于所述振荡器的中心线定向以便将所述流分离成偏向右侧的喷雾分量和偏向左侧的喷雾分量。
4.如权利要求1所述的改进的流体振荡器,其中,所述分流器(22)是以本文限定的竖直分流器(68)的形式并且被相对于所述振荡器的中心线定向以便将所述流分离成具有倾斜的上部喷雾分量和倾斜的下部喷雾分量的两层流。
5.如权利要求1所述的改进的流体振荡器,其中,所述第一分流器边缘和所述第二分流器边缘在所述振荡器出口平面下游的指定距离(d1,d2)近似相等。
6.如权利要求1所述的改进的流体振荡器,其中,为了产生具有较大的总扇形角(φ)的喷雾,所述施加的分流角(γ)在5到45度的范围内。
7.如权利要求1所述的改进的流体振荡器,其中,用于在流经所述腔室的所述液体中产生振荡的所述装置包括动力喷嘴(4,6)。
8.一种改进的流体振荡器,其操作流经所述振荡器的加压液体以产生进入周围气体环境的液滴的振荡喷雾,该类型的所述振荡器具有中心线、相互作用腔室以及用于在流经所述腔室的所述液体中产生振荡的装置,其中,改进在于,包括:
所述振荡器的外壳(30),所述外壳具有内部表面,所述内部表面包括附接于所述相互作用腔室以便形成所述振荡器的出口(34)的侧壁,所述出口具有用于确定本文限定的与所述振荡器的中心线大致垂直的振荡器出口平面(48)的边缘(46),
分流器(22),其位于所述外壳的内部表面中,所述分流器包括具有边缘的大致平坦的表面,所述分流器的表面在上游方向大致面向所述相互作用腔室,并且所述分流器边缘(54)位于所述振荡器出口平面(48)下游的指定距离处,以及
所述分流器边缘(54)与所述出口的边缘(46)协作以将流经所述出口的液体分离成在所述分流器的边缘和所述出口的边缘之间流动的分量喷雾,
其中,所述分量喷雾中的每一个都具有中心线,由于所述分流器的边缘和所述出口的边缘的相对定向,所述分量喷雾中的每一个的所述中心线具有本文限定的相对于所述振荡器的中心线施加的分流角(γ)。
9.如权利要求8所述的改进的流体振荡器,
其中,所述喷雾的特征在于诸如其扇形角(φ)、平均出口速度和其液滴的空间分布的均匀性的特性,并且
其中,所述施加的分流角(γ)被选择来改变所述振荡喷雾的所述特性,以便所述喷雾特性中的至少一个呈现期望的值。
10.如权利要求8所述的改进的流体振荡器,其中,所述分流器(22)是以本文限定的水平分流器(38)的形式并且被相对于所述振荡器的中心线定向以便将所述流分离成偏向右侧的喷雾分量和偏向左侧的喷雾分量。
11.如权利要求8所述的改进的流体振荡器,其中,所述分流器(22)是以本文限定的竖直分流器(68)的形式并且被相对于所述振荡器的中心线定向以便将所述流分离成具有倾斜的上部喷雾分量和倾斜的下部喷雾分量的两层流。
12.如权利要求8所述的改进的流体振荡器,其中,为了产生具有较大的总扇形角(φ)的喷雾,所述施加的分流角(γ)在5到45度的范围内。
13.如权利要求8所述的改进的流体振荡器,其中,用于在流经所述腔室的所述液体中产生振荡的所述装置包括动力喷嘴(4)。
14.一种改进的流体振荡器,其操作流经所述振荡器的加压液体以产生进入周围气体环境的液滴的振荡喷雾,该类型的所述振荡器具有中心线、相互作用腔室以及用于在流经所述腔室的所述液体中产生振荡的装置,所述腔室具有向下游延伸并朝向所述振荡器的中心线靠拢以便形成所述振荡器的出口(14)的侧壁,并且所述出口具有用于确定本文限定的与所述振荡器的中心线大致垂直的振荡器出口平面(20)的边缘(16,18),其中,改进在于,包括:
竖直的分流器(68),其位于所述振荡器出口平面(20)中并且与所述振荡器的边缘(16,18)相分离,以便所述分流器用于将来自所述振荡器的出口的所述流分离成具有上部喷雾分量和下部喷雾分量的两层流。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/380,880 | 2009-03-03 | ||
US12/380,880 US8172162B2 (en) | 2005-10-06 | 2009-03-03 | High efficiency, multiple throat fluidic oscillator |
PCT/US2010/000663 WO2010101646A2 (en) | 2009-03-03 | 2010-03-03 | High efficiency, multiple throat fluidic oscillator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102405109A true CN102405109A (zh) | 2012-04-04 |
CN102405109B CN102405109B (zh) | 2017-09-08 |
Family
ID=42710155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080017543.4A Active CN102405109B (zh) | 2009-03-03 | 2010-03-03 | 高效率、多喉部流体振荡器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8172162B2 (zh) |
EP (1) | EP2403651B1 (zh) |
KR (1) | KR101786120B1 (zh) |
CN (1) | CN102405109B (zh) |
WO (1) | WO2010101646A2 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106081069A (zh) * | 2015-04-28 | 2016-11-09 | 波音公司 | 限定流体致动孔的空气动力面组件 |
CN110961263A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-07 | 宁波恒帅股份有限公司 | 车用洗涤喷嘴 |
CN112547330A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-26 | 上海交通大学 | 一种无反馈管道的流体振荡器 |
CN113994105A (zh) * | 2019-04-11 | 2022-01-28 | 佩尔勒马克斯有限公司 | 射流振荡器 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8172162B2 (en) | 2005-10-06 | 2012-05-08 | Bowles Fluidics Corp. | High efficiency, multiple throat fluidic oscillator |
EP3489098B1 (en) * | 2014-04-11 | 2020-12-30 | dlhBowles Inc. | Integrated automotive system, compact, low-profile nozzle assembly and compact fluidic circuit for cleaning a wide-angle image sensor's exterior surface |
JP6559768B2 (ja) * | 2014-08-15 | 2019-08-14 | ディエルエイチ・ボウルズ・インコーポレイテッドdlhBOWLES Inc. | 小型スプリットリップせん断ワッシャノズル |
CN107073489B (zh) | 2014-10-15 | 2020-06-30 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 喷嘴的流体片 |
WO2017070246A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | dlhBowles Inc. | Micro-sized structure and construction method for fluidic oscillator wash nozzle |
JP6941850B2 (ja) * | 2016-08-15 | 2021-09-29 | 日本ビニロン株式会社 | ウォッシャーノズル |
US10549290B2 (en) | 2016-09-13 | 2020-02-04 | Spectrum Brands, Inc. | Swirl pot shower head engine |
EP3309019A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-18 | Fico Transpar, S.A. | Washing system |
CN114837792A (zh) | 2021-03-10 | 2022-08-02 | 美普盛(上海)汽车零部件有限公司 | 一种带膨胀补偿密封件的电动冷却液泵 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3741481A (en) * | 1971-07-19 | 1973-06-26 | Bowles Fluidics Corp | Shower spray |
US20070295840A1 (en) * | 2003-09-29 | 2007-12-27 | Bowles Fluidics Corporation | Fluidic oscillators and enclosures with split throats |
US20080011868A1 (en) * | 2006-06-16 | 2008-01-17 | Bowels Fluidics Corporation | Fluidic device yielding three-dimensional spray patterns |
CN101365544A (zh) * | 2005-10-06 | 2009-02-11 | 鲍尔斯应用流体力学公司 | 用于流体振荡器的封壳 |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3563462A (en) | 1968-11-21 | 1971-02-16 | Bowles Eng Corp | Oscillator and shower head for use therewith |
US3563562A (en) * | 1969-05-16 | 1971-02-16 | Eunice A Carlin | Device for rendering snowmobiles and the like towable |
US4052002A (en) | 1974-09-30 | 1977-10-04 | Bowles Fluidics Corporation | Controlled fluid dispersal techniques |
US4157161A (en) | 1975-09-30 | 1979-06-05 | Bowles Fluidics Corporation | Windshield washer |
US4151955A (en) | 1977-10-25 | 1979-05-01 | Bowles Fluidics Corporation | Oscillating spray device |
US5035361A (en) | 1977-10-25 | 1991-07-30 | Bowles Fluidics Corporation | Fluid dispersal device and method |
US4645126A (en) | 1978-11-08 | 1987-02-24 | Bowles Fluidics Corporation | Cold weather fluidic windshield washer method |
US4463904A (en) | 1978-11-08 | 1984-08-07 | Bowles Fluidics Corporation | Cold weather fluidic fan spray devices and method |
US4562867A (en) | 1978-11-13 | 1986-01-07 | Bowles Fluidics Corporation | Fluid oscillator |
US4231519A (en) | 1979-03-09 | 1980-11-04 | Peter Bauer | Fluidic oscillator with resonant inertance and dynamic compliance circuit |
US4508267A (en) | 1980-01-14 | 1985-04-02 | Bowles Fluidics Corporation | Liquid oscillator device |
GB8902173D0 (en) * | 1989-02-01 | 1989-03-22 | Sev Trent Water Authority | Fluid flow meters |
US5213269A (en) | 1991-09-13 | 1993-05-25 | Bowles Fluidics Corporation | Low cost, low pressure, feedback passage-free fluidic oscillator with interconnect |
US5181660A (en) | 1991-09-13 | 1993-01-26 | Bowles Fluidics Corporation | Low cost, low pressure, feedback passage-free fluidic oscillator with stabilizer |
US5749525A (en) | 1996-04-19 | 1998-05-12 | Bowles Fluidics Corporation | Fluidic washer systems for vehicles |
US5845845A (en) | 1997-02-19 | 1998-12-08 | Bowles Fluidics Corporation | Fluidic circuit with attached cover and method |
US5820034A (en) | 1997-04-23 | 1998-10-13 | Bowles Fluidics Corporation | Cylindrical fluidic circuit |
DE19746275B4 (de) | 1997-10-20 | 2005-12-15 | Siemens Ag | Reinigungsvorrichtung für eine Scheibe eines Kraftfahrzeuges |
US5971301A (en) | 1998-08-25 | 1999-10-26 | Bowles Fluidic Corporation | "Box" oscillator with slot interconnect |
US6253782B1 (en) | 1998-10-16 | 2001-07-03 | Bowles Fluidics Corporation | Feedback-free fluidic oscillator and method |
US6186409B1 (en) | 1998-12-10 | 2001-02-13 | Bowles Fluidics Corporation | Nozzles with integrated or built-in filters and method |
DE19911805A1 (de) | 1999-03-17 | 2000-09-28 | Bosch Gmbh Robert | Spritzvorrichtung für eine Scheibenwaschanlage |
US6240945B1 (en) | 1999-06-17 | 2001-06-05 | Bowles Fluidics Corporation | Method and apparatus for yawing the sprays issued from fluidic oscillators |
US7014131B2 (en) | 2002-06-20 | 2006-03-21 | Bowles Fluidics Corporation | Multiple spray devices for automotive and other applications |
US7111800B2 (en) | 2002-11-12 | 2006-09-26 | Bowles Fluidics Corporation | Fluid spray apparatus |
US20040227021A1 (en) | 2003-05-16 | 2004-11-18 | Bowles Fluidics Corporation | Tool-free, quick disconnect, nozzle assembly |
ATE380596T1 (de) * | 2003-10-21 | 2007-12-15 | Bowles Fluidics Corp | Fluidoszillator mit drei krafteinlassdüsen und einem wirbel erzeugenden hindernis |
US7316362B2 (en) | 2004-08-26 | 2008-01-08 | Nippon Vinylon Co., Ltd. | Spraying angular variable washer nozzle device |
US8662421B2 (en) | 2005-04-07 | 2014-03-04 | Bowles Fluidics Corporation | Adjustable fluidic sprayer |
US8172162B2 (en) | 2005-10-06 | 2012-05-08 | Bowles Fluidics Corp. | High efficiency, multiple throat fluidic oscillator |
-
2009
- 2009-03-03 US US12/380,880 patent/US8172162B2/en active Active
-
2010
- 2010-03-03 EP EP10749057.5A patent/EP2403651B1/en active Active
- 2010-03-03 WO PCT/US2010/000663 patent/WO2010101646A2/en active Application Filing
- 2010-03-03 CN CN201080017543.4A patent/CN102405109B/zh active Active
- 2010-03-03 KR KR1020117023150A patent/KR101786120B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3741481A (en) * | 1971-07-19 | 1973-06-26 | Bowles Fluidics Corp | Shower spray |
US20070295840A1 (en) * | 2003-09-29 | 2007-12-27 | Bowles Fluidics Corporation | Fluidic oscillators and enclosures with split throats |
CN101365544A (zh) * | 2005-10-06 | 2009-02-11 | 鲍尔斯应用流体力学公司 | 用于流体振荡器的封壳 |
US20080011868A1 (en) * | 2006-06-16 | 2008-01-17 | Bowels Fluidics Corporation | Fluidic device yielding three-dimensional spray patterns |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106081069A (zh) * | 2015-04-28 | 2016-11-09 | 波音公司 | 限定流体致动孔的空气动力面组件 |
CN106081069B (zh) * | 2015-04-28 | 2021-05-28 | 波音公司 | 限定流体致动孔的空气动力面组件 |
CN113994105A (zh) * | 2019-04-11 | 2022-01-28 | 佩尔勒马克斯有限公司 | 射流振荡器 |
CN110961263A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-07 | 宁波恒帅股份有限公司 | 车用洗涤喷嘴 |
CN112547330A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-26 | 上海交通大学 | 一种无反馈管道的流体振荡器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8172162B2 (en) | 2012-05-08 |
WO2010101646A8 (en) | 2012-10-11 |
KR20120113652A (ko) | 2012-10-15 |
WO2010101646A2 (en) | 2010-09-10 |
EP2403651A4 (en) | 2014-01-01 |
EP2403651A2 (en) | 2012-01-11 |
EP2403651B1 (en) | 2019-12-18 |
CN102405109B (zh) | 2017-09-08 |
WO2010101646A3 (en) | 2010-12-02 |
KR101786120B1 (ko) | 2017-10-16 |
US20090236449A1 (en) | 2009-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102405109A (zh) | 高效率、多喉部流体振荡器 | |
US7677480B2 (en) | Enclosures for fluidic oscillators | |
EP2056968B1 (en) | Fluidic device yielding three-dimensional spray patterns | |
US10239083B2 (en) | Compact split-lip shear washer nozzle | |
EP1866095B1 (en) | Adjustable fluidic sprayer with oscillating characteristics | |
EP1926559B1 (en) | Multiple discharge orifice spray nozzle | |
KR102156450B1 (ko) | 샤워 헤드 | |
JP2013537470A (ja) | スプレー器具用ノズルヘッド | |
US20100090036A1 (en) | Fluidic circuit with bump features for improving uniform distribution of fluidic sprays | |
WO2013094522A1 (ja) | 液体霧化装置 | |
US11192124B2 (en) | Fluidic scanner nozzle and spray unit employing same | |
US20170087570A1 (en) | Spout apparatus | |
JP5633784B2 (ja) | シャワー装置 | |
JP5660562B2 (ja) | 噴霧ノズル及び農薬散布機 | |
KR101584234B1 (ko) | 샤워기 헤드 | |
KR102409264B1 (ko) | 고사 분사 노즐 | |
JP5633785B2 (ja) | シャワー装置 | |
JP7465772B2 (ja) | 吐出装置 | |
KR20030045641A (ko) | 내부 충돌 노즐 | |
JPS60179165A (ja) | 噴霧ノズル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |