RU2151650C1

RU2151650C1 - Heated nozzle (design versions)

Info

Publication number: RU2151650C1
Application number: RU98100884A
Authority: RU
Inventors: В.П. Снесаревский; О.П. Губарев; А.Н. Забабурин
Original assignee: Открытое акционерное общество Калужский завод автомобильного электрооборудования
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: proposed invention relates to hydraulic devices designed for dispersing and delivering liquids, in particular, vehicle windshield wipers and other similar devices. Nozzle has flat orifice formed by two planes converging at and angle and two surfaces curved to quadratic curve. Invention provides description of two design versions of surfaces made on nozzle members: on body and insert. Such design of orifice creates upper flow of atomized liquid, and heat liberating element is made in form of semiconductor device integrated with current and temperature limiting circuits. Design of heated nozzle makes it possible to use it in vehicles at low ambient temperatures precluding freezing of washing liquid in nozzle and providing possibility of melting ice in nozzle after long parking at below-zero temperatures. EFFECT: enhanced reliability of operation. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для диспергирования и подачи жидкости, применяемым в стеклоомывателях транспортных средств, в частности в автомобилях, а также в других областях техники, связанных с применением подобных устройств. The invention relates to hydraulic devices for dispersing and supplying liquid used in windshield washers of vehicles, in particular in automobiles, as well as in other technical fields associated with the use of such devices.

Известны устройства [1], предназначенные для распыления жидкости и подачи ее на очищаемую поверхность, например ветровое стекло автомобиля, и снабженные подогревателями, предотвращающими замерзание жидкости в форсунке или ликвидирующими такое замерзание. В частности, патентом Великобритании N 2044601 предложена форсунка с подводящим каналом, обмотанным резистивным нагревательным элементом в виде эластичной ленты, в электрической цепи которого имеется выключатель, связанный с термостатом. Недостатками этой форсунки являются, во-первых, коническое сопло, дающее факел распыленной жидкости с круговой симметрией, и, во-вторых, наличие дополнительных устройств - термостата с выключателем. Known devices [1] for spraying liquid and supplying it to a surface to be cleaned, for example, a car windshield, and equipped with heaters that prevent freezing of the liquid in the nozzle or eliminate such freezing. In particular, British Patent No. 2044601 proposes an injector with a supply channel wrapped in a resistive heating element in the form of an elastic tape, in the electrical circuit of which there is a switch connected to a thermostat. The disadvantages of this nozzle are, firstly, a conical nozzle giving a torch of atomized liquid with circular symmetry, and, secondly, the presence of additional devices - a thermostat with a switch.

Известно также устройство [2] по патенту США N 4212425, в котором в качестве нагревательного элемента используется таблетка материала, обладающего положительным термическим коэффициентом электросопротивления. Это позволяет поддерживать необходимую температуру, но распылительная головка форсунки также дает факел жидкости только круговой симметрии. Also known device [2] according to US patent N 4212425, in which a tablet of material having a positive thermal coefficient of electrical resistance is used as a heating element. This allows you to maintain the required temperature, but the spray head of the nozzle also gives a liquid torch only circular symmetry.

Известна также форсунка (патент Великобритании N 2062452 A, МКИ B 60 S 1/52) для стеклоочистителя автомобиля, в которой поток жидкости сначала сжимается в сужающемся канале, а затем расширяется в воронкообразном плоском выходе, резко расширяющемся в одной плоскости и слегка - в перпендикулярной. Тем самым формируется веерный поток. Недостатком указанной конструкции является потеря энергии потока при его расширении, а, главное, такая форсунка не является обогреваемой. A nozzle is also known (UK patent N 2062452 A, MKI B 60 S 1/52) for a car wiper, in which the fluid flow is first compressed in a narrowing channel and then expanded in a funnel-shaped flat outlet, expanding sharply in one plane and slightly in perpendicular . This forms a fan stream. The disadvantage of this design is the loss of energy flow during its expansion, and, most importantly, such a nozzle is not heated.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что форсунка выполняется в виде корпуса, в котором сформирована одна из сходящихся плоскостей, и вкладыша из теплопроводного материала, в котором сформирована вторая сходящаяся плоскость, и поверхности, изогнутые по кривой второго порядка. Между вкладышем и корпусом имеется зазор, в который вставляется тепловыделяющий элемент, например стабилизатор напряжения в интегральном исполнении в пластмассовом корпусе типа ТО-220, включающий в себя схемы ограничения по току (до 1 A) и по температуре (до 120^oC). Другим вариантом того же решения может быть корпус, в котором сформированы обе сходящиеся плоскости, а во вкладыше - только поверхности, изогнутые по кривой, причем вкладыш облегает лента из теплопроводного материала, например из алюминия, которая и контактирует с тепловыделяющим элементом.The essence of the invention lies in the fact that the nozzle is made in the form of a housing in which one of the converging planes is formed, and an insert of heat-conducting material in which the second converging plane is formed, and surfaces curved along a second-order curve. Between the liner and the housing there is a gap into which a fuel element is inserted, for example, an integrated voltage regulator in a plastic housing of the TO-220 type, including current limiting schemes (up to 1 A) and temperature (up to 120 ^o C). Another variant of the same solution may be a housing in which both converging planes are formed, and in the liner there are only surfaces curved in a curve, and the liner is encircled by a tape of a heat-conducting material, for example, aluminum, which is in contact with the fuel element.

На фиг. 1 представлен продольный разрез форсунки, где 1 - корпус форсунки, 2 - вкладыш, 3 - сходящиеся плоскости, верхняя из которых сформирована во вкладыше, а нижняя - в корпусе, 4 - штуцер для ввода жидкости, а 5 - тепловыделяющий элемент. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the nozzle, where 1 is the nozzle body, 2 is the liner, 3 are the converging planes, the upper of which is formed in the liner, and the lower is in the body, 4 is the nozzle for introducing fluid, and 5 is the fuel element.

На фиг. 2 представлен вкладыш в трех проекциях, на первой из которых поз. 1 обозначены поверхности, изогнутые по кривой второго порядка, образующие вместе со сходящимися плоскостями 3 (фиг.1) - плоское сопло. In FIG. 2 shows an insert in three projections, on the first of which pos. 1, surfaces curved along a second-order curve are indicated, forming together with converging planes 3 (FIG. 1) a flat nozzle.

На фиг. 3 представлен другой вариант форсунки, где 1 - тоже корпус, 2 - тоже вкладыш, а 3 - лента из теплопроводного материала, 4 - тепловыделяющий элемент. Сходящиеся плоскости в этом случае сформированы как в корпусе, так и на вкладыше - поз. 1 (фиг. 3). Поверхности, изогнутые по кривой второго порядка, сформированы также во вкладыше - фиг. 4. In FIG. 3 shows another variant of the nozzle, where 1 is also a housing, 2 is also an insert, and 3 is a tape of heat-conducting material, 4 is a fuel element. Converging planes in this case are formed both in the body and on the insert - pos. 1 (Fig. 3). Surfaces curved along a second-order curve are also formed in the insert — FIG. 4.

На фиг. 5 представлена лента из теплопроводного материала, где 1 - щелевая просечка, а 2 - отверстие, совмещаемое со штуцером для ввода жидкости. In FIG. Figure 5 shows a tape made of thermally conductive material, where 1 is a slotted notch, and 2 is a hole that is combined with a fitting for introducing fluid.

Форсунка работает следующим образом: жидкость поступает через штуцер 4 (фиг. 1) в камеру форсунки и истекает из нее через щелевое сопло, образованное сходящимися плоскостями 3 (фиг.1) и изогнутыми по кривой второго порядка поверхностями 1 (фиг.2). Тепловыделяющий элемент, в качестве которого, в частности, может использоваться полупроводниковый прибор интегрального исполнения, включающий в себя схемы ограничения по току и температуре, подключен к электросети транспортного средства и выделяет тепло, которое передается за счет теплопроводности вкладышу, в одном случае, и ленте - в другом, что предотвращает замерзание жидкости при использовании форсунки при низких температурах и создает возможность оттаивания замерзшей в форсунке жидкости при, например, парковке транспортного средства на морозе. The nozzle works as follows: the fluid enters through the nozzle 4 (Fig. 1) into the nozzle chamber and flows out of it through a slotted nozzle formed by converging planes 3 (Fig. 1) and surfaces 1 curved along a second-order curve (Fig. 2). A heat-generating element, which, in particular, can be used as a semiconductor device of integral design, which includes current and temperature limiting circuits, is connected to the vehicle’s mains and generates heat, which is transferred through thermal conductivity to the liner, in one case, and the tape in another, which prevents freezing of the liquid when using the nozzle at low temperatures and creates the possibility of thawing the liquid frozen in the nozzle during, for example, parking a vehicle in the cold.

Для испытания предложенной конструкции были изготовлены две форсунки с вкладышем из алюминия, в одном случае, и из пластмассы, в другом - с алюминиевой лентой. Корпуса в обоих случаях выполнялись из пластмассы литьем. В качестве тепловыделяющего элемента использовалась микросхема KP-142 EH-5А с ограничением по току 1 A и по температуре 120^oC. Форсунки устойчиво работали в потоке воздуха при температуре -18^oC и оттаивали за 5 - 7 с.To test the proposed design, two nozzles with an insert of aluminum were made, in one case, and of plastic, in the other, with aluminum tape. Cases in both cases were made of plastic molding. A KP-142 EH-5A microcircuit with a current limit of 1 A and a temperature of 120 ^o C was used as a fuel element. The nozzles worked stably in an air stream at a temperature of -18 ^o C and thawed for 5 - 7 s.

Источники информации
1. Патент Великобритании N 2044601, кл. B 60 S 1/46.Sources of information
1. British patent N 2044601, CL B 60 S 1/46.

2. Патент США N 4212425, кл. B 60 S 1/52. 2. US patent N 4212425, CL. B 60 S 1/52.

3. Патент Великобритании N 2062452, кл. B 60 S 1/52. 3. UK patent N 2062452, CL B 60 S 1/52.

Claims

1. Обогреваемая форсунка для стеклоомывателя транспортного средства, включающая в себя плоское сопло, отличающаяся тем, что плоское сопло образовано двумя сходящимися под некоторым углом плоскостями и двумя поверхностями, изогнутыми по кривой второго порядка, а форсунка состоит из корпуса, в котором сформирована одна из сходящихся плоскостей, снабженного штуцером для подачи омывающей жидкости, и вкладыша из теплопроводного материала, в котором сформирована вторая из сходящихся плоскостей и обе изогнутые поверхности, контактирующего с тепловыделяющим элементом. 1. A heated nozzle for a windshield washer of a vehicle, comprising a flat nozzle, characterized in that the flat nozzle is formed by two planes converging at some angle and two surfaces curved along a second-order curve, and the nozzle consists of a housing in which one of the converging planes equipped with a nozzle for supplying washer fluid, and a liner of heat-conducting material in which the second of converging planes and both curved surfaces in contact with fuel element.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве тепловыделяющего элемента использован полупроводниковый прибор интегрального исполнения, включающий в себя схемы ограничения по току и температуре. 2. The nozzle according to claim 1, characterized in that an integral semiconductor device is used as a fuel element, including current and temperature limiting circuits.

3. Обогреваемая форсунка для стеклоомывателя транспортного средства, включающая в себя плоское сопло, отличающаяся тем, что плоское сопло образовано двумя сходящимися под некоторым углом плоскостями и двумя поверхностями, изогнутыми по кривой второго порядка, а форсунка состоит из корпуса, в котором сформированы обе сходящиеся плоскости, снабженного штуцером для подачи омывающей жидкости, вкладыша, в котором сформированы поверхности, изогнутые по кривой второго порядка, и элемента, выполненного из ленточного теплопроводного материала, облегающего вкладыш и контактирующего с тепловыделяющим элементом. 3. A heated nozzle for a windshield washer of a vehicle, including a flat nozzle, characterized in that the flat nozzle is formed by two planes converging at some angle and two surfaces curved along a second-order curve, and the nozzle consists of a body in which both converging planes are formed equipped with a nozzle for supplying a washing fluid, a liner in which surfaces are formed that are curved according to a second-order curve, and an element made of tape heat-conducting material, fitting liner and in contact with the fuel element.

4. Форсунка по п.3, отличающаяся тем, что в качестве тепловыделяющего элемента использован полупроводниковый прибор интегрального исполнения, включающий в себя схемы ограничения по току и температуре. 4. The nozzle according to claim 3, characterized in that an integral semiconductor device is used as a fuel element, including current and temperature limiting circuits.