CN101068621A - 用于清理和除冰的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件包括：液体加热组件；和操作来将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，该液体加热组件包括：液体加热腔室；布置在所述液体加热腔室内的至少一个加热元件；和与所述至少一个加热元件热传导地接触的至少一个散热器，该至少一个散热器至少部分地限定至少一个液体流动通道并且被操作来将热从所述至少一个加热元件传递到流过所述至少一个液体流动通道的所述液体。

Description

用于清理和除冰的装置和方法

相关申请的参考

参考2004年2月12日提交且名称为“Apparatus and Method forLow Temperature De-Icing(用于低温除冰的装置和方法)”的美国临时专利申请序列号No.60/544,438以及2005年1月6日提交且名称为“Apparatus and Method for Low Temperature De-Icing(用于低温除冰的装置和方法)”的美国临时专利申请序列号No.60/642,233，这两项申请的内容以参考的方式结合于此并且依据37 CFR 1.78(a)(4)and(5)(i)要求以它们为优先权。

还参考本申请人于2003年10月21提交的同样未决的、序列号为No.PCT/IL03/00854的PCT申请，该申请的内容以参考的方式结合于此。

背景技术

以下公开物视为代表本领域的现有水平：

美国专利：6,199,587、6,164,587、5,988,529、5,947,348、5,927,608、5,509,606、5,383,247、5,354,965、5,254,083、5,118,040、5,012,977、4,106,508、4,090,668和3,979,068。

公开的PCT申请：WO02/092237、WO00/27540、WO98/58826。

发明内容

本发明试图提供用于对交通工具元件进行清理或除冰的改进装置和方法。

因而，根据本发明一个优选实施例，提供了一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其包括：液体加热组件；和操作来将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，该液体加热组件包括：液体加热腔室；布置在液体加热腔室内的至少一个加热元件；和与该至少一个加热元件热传导地接触的至少一个散热器，该至少一个散热器至少部分地限定至少一个液体流动通道并且被操作来将热从该至少一个加热元件传递到流过该至少一个液体流动通道的液体。

根据本发明另一优选实施例，还提供了一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其包括：液体加热组件；和操作来将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，该液体加热组件包括：液体加热腔室；布置在液体加热腔室内的至少一个加热元件；和通向该至少一个加热元件的电力供应连接，该电力供应连接包括可熔化传导部，该可熔化传导部与液体加热腔室热传导地接触并且可操作来熔化，并且因而响应于液体加热腔室内液体加热到高于预定温度而中断电力向该至少一个加热元件的供应。

根据本发明又一优选实施例，还提供了一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其包括：液体加热组件；操作来将探测由液体加热组件所加热的液体的温度的液体温度传感器；操作来将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件；和操作来根据由液体温度传感器所探测的温度来控制喷射组件的操作的控制器，该控制器提供了至少一个当液体温度为第一温度时开始并且当液体温度为低于第一温度的第二温度时终止的第一喷射事件，以及至少一个当液体温度为低于第二温度的第三温度时终止的第二喷射事件。

优选，挡风玻璃用的已加热液体喷射组件还包括操作来探测液体加热组件外面的环境温度的温度传感器。另外，第三温度由控制器基于环境温度来确定。

另外，控制器被操作来在预定时间内没有达到第二温度时终止该至少一个第一喷射事件。另外地或可选地，控制器被操作来在预定时间内没有达到第三温度时终止该至少一个第二喷射事件。

优选，当液体温度处于第一温度时开始该至少一个第二喷射事件。

另外，液体加热组件还包括通向该至少一个加热元件的电力供应连接，该电力供应连接包括可熔化传导部，该可熔化传导部与液体加热腔室热传导地接触并且可操作来熔化，并且因而响应于液体加热腔室内液体加热到高于预定温度而中断电力向该至少一个加热元件的供应。

优选，挡风玻璃用的已加热液体喷射组件还包括与该至少一个加热元件热传导地接触的至少一个散热器，该至少一个散热器至少部分地限定至少一个液体流动通道并且被操作来将热从该至少一个加热元件传递到流过该至少一个液体流动通道的液体。

优选，挡风玻璃用的已加热液体喷射组件还包括操作来探测由液体加热组件所加热的液体的温度的液体温度传感器。优选，该至少一个散热器被构造成可操作地增强液体加热腔室内的液体的加热均匀性，从而由液体温度传感器所探测的温度通常表示液体加热腔室内的液体的温度。

另外地或可选地，该至少一个散热器被构造为沿着液体加热腔室的至少一个尺寸是不均匀的。优选，该至少一个散热器被构造为沿着将垂直地定位的纵轴延伸并且沿着纵轴是不均匀的，从而增强液体沿着纵轴的加热均匀性。

优选，该至少一个散热器包括至少一个与该至少一个液体流动通道相通的孔口。

优选，该至少一个散热器定位在液体加热腔室内以限定出至少一个流体流动间隙。另外，该至少一个流体流动间隙导致了液体加热腔室内多个方向上的流体流动。另外地或可选地，该至少一个散热器被构造为沿着纵轴延伸并且其中所述多个方向上的流体流动包括沿着该纵轴在相反纵向上的流体流动。优选，所述多个方向上的流体流动提供了液体加热腔室中液体温度增强的均匀性。

根据本发明再一优选实施例，还提供了一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，包括：液体加热组件；和操作来将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，该液体加热组件包括：液体加热腔室；布置在液体加热腔室内的至少一个加热元件；以及液体供应组件，该液体供应组件结合至液体加热腔室并且包括：操作来允许液体流入液体加热腔室并阻止从液体加热腔室回流的阀；和至少一个用户可选择地操作来允许回流旁路该阀的旁路管道。

根据本发明另一优选实施例，还提供了一种将已加热液体喷射到挡风玻璃上的方法，包括：提供液体加热组件，其包括液体加热腔室、至少一个布置在液体加热腔室内的加热元件以及至少一个与该至少一个加热元件热传导地接触的散热器，该至少一个散热器至少部分地限定了至少一个液体流动通道；加热该至少一个加热元件；将热从该至少一个加热元件传递到流过该至少一个液体流动通道的液体；和将由液体加热组件所加热的液体喷射到挡风玻璃上。

根据本发明又一优选实施例，还提供了一种将已加热液体喷射到挡风玻璃上的方法，包括：提供包括液体温度传感器的液体加热组件；加热液体加热组件中的液体直到液体温度传感器探测到第一喷射循环开始温度；在液体温度传感器探测到第一喷射循环开始温度时开始至少一个第一喷射事件；在液体温度传感器探测到第一喷射循环结束温度时结束至少一个第一喷射事件，第一喷射循环结束温度低于第一喷射循环开始温度；随后在液体温度传感器探测到第二喷射循环开始温度时开始至少一个第二喷射事件；在液体温度传感器探测到第二喷射循环结束温度时结束该至少一个第二喷射事件，第二喷射循环结束温度低于第一喷射循环结束温度。

附图说明

结合附图，从以下详细描述中能更完全地理解和评价本发明，在附图中：

图1是根据本发明优选实施例构造和操作的适用于机动车辆的已加热液体排出系统的简化剖视图；

图2是图1系统的加热腔室的简化分解视图；

图3A和3B是图2中加热腔室的简化示意图和简化俯视图；

图4A是图2-3B中加热腔室的简化剖视图，其沿着图3B中线IVA-IVA截取，示出了其内的流体流动；

图4B是图2-3B中液体加热腔室的简化俯视图，示出了其内的流体流动；

图5A和5B分别是根据本发明优选实施例的适用于图1所示已加热液体排出系统的液体加热组件的简化剖视图和俯视图；

图6A和6B分别是根据本发明另一优选实施例的适用于图1所示已加热液体排出系统的液体加热组件的简化剖视图和俯视图；

图7A和7B是根据本发明又一优选实施例的图1中已加热液体排出系统的电力供应连接的简化剖视图，分别在过热之前和过热之时；

图8是根据本发明另一优选实施例构造和操作的、安装于机动车辆内的已加热液体排出系统的简化视图；

图9是示出图8系统操作的简化时序图；和

图10A和10B是根据本发明又一优选实施例构造和操作的适用于机动车辆的已加热液体排出系统的简化剖视图，处于两种不同的操作模式。

具体实施方式

现在参照图1，其是根据本发明优选实施例构造和操作的适用于机动车辆的已加热液体排出系统的简化剖视图；如图1所示，已加热液体排出系统100优选包括主组件102，该主组件102提供液体加热并且包括电力和液体流动控制功能。主组件102优选经由电缆(未示出)电连接至交通工具电池(未示出)。

主组件102包括与液体流入管道(未示出)和液体流出管道(未示出)相通的液体加热腔室104。液体流入管道操作来将液体(比如水、防冻剂或挡风玻璃清理液体)从具有相关交通工具泵(未示出)的交通工具液体容器(未示出)供应到液体加热腔室104。可操作液体流出管道来将液体供应至一个或多个喷射器(未示出)，所述喷射器可位于交通工具的一个或多个以下位置处：交通工具前挡风、交通工具后挡风、通常并且尤其为了便于观察到交通工具外部后视镜的交通工具侧窗，以及交通工具前灯、交通工具后灯和交通工具外部后视镜。

可以理解，词语“交通工具”在本专利申请的全文中和权利要求中能指代具有窗户的任何类型的有轮交通工具(比如汽车或卡车)以及船只或飞机。

主组件102优选包括壳体106，壳体106限定出大致圆柱形的液体加热腔室容纳体积108，其中定位有液体加热腔室104，液体加热腔室容纳体积108的主要部分中布置有液体加热组件110。壳体106优选还限定了液体入口通道112、液体出口通道114和用于容纳已加热液体的温度传感器116的孔口，它们都与液体加热腔室容纳体积108相通。

现在再参照图2、3A和3B，它们示出了液体加热组件110的详细结构。如图2所示，液体加热组件110优选包括限定出液体加热腔室104的圆柱形外套筒120、和限定出密封环保持承窝124的基部122，该保持承窝124布置来保持绝缘液体密封环126(图1)。多个加热元件(优选数目为两个，标记为附图标记130和132)位于套筒120内。

根据本发明的优选实施例，包括至少一个散热器的散热器组件140优选包围加热元件130和132。散热器组件140包括分别限定出液体流动通道146和148的散热器142和144，所述散热器142和144优选通过焊接或者任何其它适合的连接方式通过热和机械方式连接至加热元件130和132。散热器组件140在加热元件130和132与流过液体流动通道146和148的液体之间形成充分的热传递。散热器142和144优选包括由附图标记150、152和154所标识的多个侧面孔口以便于液体通过其中。

可以理解，液体流动通道146和148对容纳在其中的液体提供了充分加热。

如图2中还示出，外套筒120优选包括标识为160、162和164的多个孔口，以使得液体能流过其中。可以理解，孔口150、152和154以及孔口160、162和164能以任何适合的数量、位置和形状来设置以便于液体通过外套筒120和散热器组件140。在本发明的一个优选实施例中，一对每个孔口160、162和164设在其竖直轴线的相对侧上。

可以理解，孔口150、152和154以及孔口160、162和164的位置和尺寸被设计成使液体加热腔室104内的流体温度的均匀性得到增强。

液体加热组件110优选还包括连接到基部122的电能供应连接件165。

如图1中还示出，已加热液体排出系统100还包括具有液体入口通路部168和液体出口通路部170的液体连接器组件166。液体连接器组件166优选包括还限定出差压旁路通路部172的注射成型元件，该差压旁路通路部172由弹簧加载的单向阀174所控制并且其在两侧的压差达到预定的阈值(通常为0.3-0.5巴，这表示通往液体加热腔室104的液体路径被堵塞)时允许液体从液体入口通路部168流到液体出口通路部170。

阀176布置在液体加热腔室104上游的液体入口通路部168中。阀176优选包括局部密封元件，比如球177，其允许液体在压力之下供应至液体加热腔室容纳体积108但是将通过其中的回流限制到相对缓慢的速度。可选地，可取消阀176的球177以允许相对于由具有球177的阀176所提供的回流相比速度相对较快的回流。

来自交通工具容器的液体经由液体入口通路部168和液体入口通道112供应至液体加热腔室容纳体积108，并且优选经由形成于套筒120中的孔口160、162和164进入由套筒120所形成的液体加热腔室104。

液体在液体加热腔室104中被加热并且根据液位由温度传感器116(优选可从德国的EPCOS AG.Corporate Communications ofMunich购得的传感器，标识为No.G560/50K/F2类)探测液体或覆盖在液体上的空气的温度。温度传感器116优选安装至印刷电路板178，所述印刷电路板178安装在壳体106内并且位于液体加热腔室容纳体积108的外面。

印刷电路板178上还安装有用于操作主组件102的控制电路，控制电路本身连接至温度传感器116和交通工具电池。

现在参照图4A和4B，其简单示出了液体加热腔室104内的液体流动。

根据本发明的优选实施例，散热器142和144被相对于加热元件130和132定位为限定液体流动通道146和148。加热元件130和132优选连接至基部122，优选通过焊接。

散热器142和144定位在外套筒120内以在散热器组件140的下表面186和基部122的上表面188之间限定出流体流动间隙。另外，圆柱形外套筒120的壁优选延伸超过散热器142和144的顶部190，在散热器组件140的顶部190和圆柱形外套筒120的上表面192之间限定出流体流动间隙。

这里所述的介于下表面186和上表面188之间以及介于顶部190和上表面192之间的流体流动间隙允许流体在液体加热腔室104内沿多个方向流动，如下所述。

如图4A所示，已加热液体在散热器组件140的下表面186和散热器组件140的顶部190之间如箭头200所示那样在散热器142和144内大致向上流动。在达到液体加热腔室104位于散热组件140之上的区域时，一些流体流到散热器组件140之上区域的外面并且被拉入向下液流，如箭头202所述。通过孔口160、162和164进入液体加热腔室104的未加热流体在液体加热腔室104内散热器组件140的外面大致向下流动，如箭头204所示。在达到液体加热腔室104中散热器组件140之下的区域时，一些流体在散热器组件140之下的区域内流动并被拉入向上的液流，如箭头206所示。

由箭头200、202、204和206所示的、在多个方向上的流体流动由液体加热腔室104内流体温度差所产生。优选，一段时间之后，由箭头200、202、204和206所示的流体流动在液体加热腔室104中使液体温度的均匀性得到增强。与现有技术的加热单元相比，液体加热腔室104内散热器组件140在多个方向提供流体流动的布置使得温度的均匀性和加热效率得到增强。

从图4A中还能看出，液体还流过孔口150、152和154，提供如箭头208和210所示另外流体流动。可以理解，如箭头208所示的流体流动所示，通过孔口150、152和154进入散热器142和144的液体被液体流动通道146和148内存在的液流部分地拉入向上的液流，并且部分地进入向下的液流，在其温度低于液体流动通道146和148内的液体温度时。类似地，如箭头210所示的流体流动所示，通过孔口150、152和154离开散热器142和144的液体被液体加热腔室104内液体流动通道146和148外存在的液流部分地拉入向下的液流，并且部分地进入向上的液流，在其温度高于液体加热腔室104内液体流动通道146和148外的液体温度时。

如上所述，多个流体流动优选在液体加热腔室104内提供了大致均匀的温度分布，因此，在出口处对液体温度进行测量就提供了加热腔室104内液体平均温度的通常表示。根据在这一点上测量液体温度对已加热液体排出系统100温度和流动控制的管理使液体加热腔室104中的已加热液体温度的均匀性得到增强。

尤其，已加热液体排出系统100通过使其中的液体温度的均匀性得到增强增加了一个喷射循环中被喷射的流体的体积，喷射循环的延续时间用由温度传感器116所探测的液体温度进行管理。因此，通过在其中提供增强均匀性的液体温度，已加热液体排出系统100在给定喷射循环期间提供了由已加热液体传递至挡风玻璃的增大量的热能。

可以理解，在液体加热腔室104内提供大致均匀的温度分布这个特点使得本发明的加热系统能改进挡风玻璃的加热同时符合限定了加热喷射所允许的液体温度上限的交通工具制造商的要求和规格。

现在参照图5A和5B，它们是根据本发明另一优选实施例的适用于图1中已加热液体排出系统的液体加热组件的简化剖视图和俯视图。

如图5A所示，液体加热组件250优选包括圆柱形外套筒252和基部254，基部254限定出密封环保持承窝256，该保持承窝256布置来保持绝缘液体密封环(未示出)。多个加热元件(优选数目为两个，标记为附图标记258和260)位于套筒252内。

根据本发明的优选实施例，包括至少一个散热器的散热器组件262优选包围加热元件258和260。散热器组件262包括分别限定出液体流动通道268和270的散热器264和266，所述散热器264和266优选通过焊接或者任何其它适合的连接方式通过热和机械方式连接至加热元件258和260。散热器组件262在加热元件258和260与流过液体流动通道268和270的液体之间提供有效的热传递。散热器264和266优选包括由附图标记271、272和273所标识的多个侧面孔口以便于液体通过其中。

可以理解，液体流动通道268和270对其中液体提供了充分加热。

外套筒252优选包括标识为274、275和276的多个孔口，以使得液体能流过其中。可以理解，孔口274、275和276能以任何适合的数量、位置和形状来设置以便于液体通过外套筒252。

来自交通工具容器的液体经由液体入口通路部(未示出)和液体入口通道(未示出)供应至液体加热组件250，并且优选经由形成于套筒252中的孔口274、275和276进入由套筒252所限定的液体加热腔室250。

液体在液体加热组件250中被加热并且根据液位由温度传感器(未示出，优选是可从德国的EPCOS AG.CorporateCommunications of Munich购得的传感器，标识为No.G560/50K/F2类)探测液体或覆盖在液体上的空气的温度。

根据本发明的优选实施例，散热器264和266被相对于加热元件258和260定位为限定液体流动通道268和270。加热元件258和260优选连接至基部254，优选通过焊接。

散热器264和266被定位在外套筒252内以在散热器组件262的下表面280和基部254的上表面281之间限定出流体流动间隙。另外，圆柱形外套筒252的壁优选延伸超过散热器264和266的顶部282，在散热器组件262的顶部282和圆柱形外套筒252的上表面283之间限定出流体流动间隙。

这里所述的介于下表面280和上表面281之间以及介于顶部282和上表面283之间的流体流动间隙允许流体在液体加热腔室250内沿多个方向流动，如下所述。

如图5A所示，散热器264和266优选沿着纵轴286延伸，并且沿着纵轴286是不均匀的，具有变化的厚度。优选地，纵轴286在液体加热组件250内竖直地定位。优选地，散热器264和266的厚度在最靠近基部254处最大并且沿着纵轴286与距基部254的距离成比例地降低。可以理解，与通向更远离基部254的区域中的流体的热传递相比，提供变化的厚度就在更靠近基部254的区域中的流体中提供了热传递的差别，并且因而增强了液体加热组件250内的液体加热均匀性。

可以理解，图5A和5B的液体加热组件250的流体流动类似于上述参照图4A和4B的情况。

现在参照图6A和6B，它们是根据本发明又一优选实施例的适用于图1中已加热液体排出系统的液体加热组件的简化剖视图和俯视图。

如图6A所示，液体加热组件210优选包括圆柱形外套筒320和基部322，基部322限定出密封环保持承窝324，该保持承窝324被布置以保持绝缘液体密封环(未示出)。至少一个用附图标记330标识的加热元件位于套筒320内。

根据本发明的优选实施例，至少一个散热器340优选包围加热元件330。散热器340优选通过热和机械方式连接至加热元件330，优选通过焊接或者任何其它适合的连接方式。散热器340在加热元件330与流过液体加热组件310的液体之间提供有效的热传递。

外套筒320优选包括标识为360、362和364的多个孔口，以使得液体能流过其中。可以理解，孔口360、362和364能以任何适合的数量、位置和形状来设置以便于液体通过外套筒320。

液体加热组件310优选还包括连接基部322的电力供应连接365。

来自交通工具容器的液体经由液体入口通路部(未示出)和液体入口通道(未示出)供应至液体加热组件310，并且优选经由形成于套筒320中的360、362和364进入由套筒320的内部所限定的液体加热腔室310。

液体在液体加热组件310中被加热并且根据液位由温度传感器(未示出，优选是可从德国的EPCOS AG.CorporateCommunications of Munich购得的传感器，标识为No.G560/50K/F2类)探测液体或覆盖在液体上的空气的温度。

如图6A所示，散热器340优选包括至少一组沿着由加热元件330限定的纵轴372从加热元件330向外延伸的翅片370。根据本发明的优选实施例，翅片370是不均匀的，优选沿着纵轴372具有变化的长度和厚度，如下所述。优选地，纵轴372在液体加热组件310内竖直地定位。在本发明的优选实施例中，所述至少一组翅片包括从加热元件330向外延伸的第一长度的第一组翅片374以及从加热元件330向外延伸的第二长度的第二组翅片376，如图6B所示。

如图6A所示，优选地，第一长度的第一组翅片374和第二长度的第二组翅片376包括第一表面积的第一组翅片380、第二表面积的第二组翅片382和第三表面积的第三组翅片384。比翅片382和384更靠近基部322的翅片380具有比翅片382和384更大的表面积，以提供与流过液体加热组件310的流体相接触的额外表面积。比翅片384更靠近基部322的翅片382具有比翅片384更大的表面积，以提供与流过液体加热组件310的流体相接触的额外表面积。可以理解，提供不同组的翅片提供了与更靠近基部322的区域处的流体相接触的额外的表面积，并且增强液体加热组件310内加热的液体的均匀性。

可以理解，虽然所示实施例包括第一、第二和第三组翅片，但是各组翅片可以以任何适合的构造提供，包括具有不同表面积的两组或更多组。

可以理解，由撞到翅片370上的流体所引起的增大湍流提供了增大的热传递以及流过液体加热组件310的流体的温度均匀性。

现在参照图7A和7B，它们是根据本发明又一优选实施例的图1中的已加热液体排出系统的电力供应连接的简化剖视图，分别是在过热之前和过热之时。

如图7A和7B所示，液体加热组件400优选包括限定出液体加热腔室404的圆柱形外套筒402。套筒402具有限定出密封环保持承窝416的基部414，该保持承窝416布置来保持绝缘液体密封环(未示出)。至少一个用附图标记420标识的加热元件位于套筒402内。可以理解，尽管图7A和7B所示实施例中仅示出了一个加热元件420，但是图7A和7B的电力供应连接可用于包括任何适合结构加热元件的液体加热组件。

根据本发明的优选实施例，液体加热组件400包括优选通过焊接连接至基部414的电力供应连接430。电力供应连接430形成了向加热元件420提供电流的电路的一部分。加热元件420的电流输入通过电连接点432来提供。电流由此优选通过加热元件420的第一端流向加热元件420的相反端，所述相反端优选连接至加热元件420的金属体，并且电流由此再流到基部414。电流然后通过电力供应连接430流到电触点434。

电力供应连接430优选包括壳体440(优选为适于允许电流流过的金属壳体)、绝缘层442(优选为塑料层)、以及可熔化导体部444(优选为焊料部，以在壳体440和电触点434之间提供电连接。

如上所述，在正常操作条件下，电流流过电力供应连接430，从壳体440穿过可熔化导体部444至电触点434。

电力供应连接430提供了在液体加热腔室400内过热时断开加热元件的电流的机构，如下所述。

在正常操作之下，加热元件420仅在液体加热腔室400已经包含一批待加热液体时才致动。在液体加热腔室404中仅具有少量液体或没有液体的情况下加热元件420致动时，液体加热腔室404很可能会快速地达到高温并且过热。液体加热腔室404和加热元件420内的温度升高会导致基部414的加热，这又将导致壳体440中温度的升高。

在壳体440的温度超过电力供应连接430的可熔化导体部444的熔化温度时，可熔化导体部444熔化并从壳体444滴下，如图7B所示。可熔化导体部444的熔化就打断了壳体440和电触点434之间的电路并且中断向加热元件420供应电能。

电力供应连接430因而提供了一次性的电流终止并且防止由于加热系统故障导致液体加热腔室404过热从而导致对交通工具的损害。

现在参照图8，图8是根据本发明另一优选实施例构造和操作的已加热液体排出系统安装在机动车辆上时的简化视图，参照图9，图9是示出根据本发明优选实施例的图8所示系统操作的简化时序图。

如图8所示，另一常规机动车辆500看出为结合有根据本发明优选实施例构造和操作的已加热液体排出系统502。已加热液体排出系统502优选包括主组件504，其已加热液体并且提供电子和液体流动控制功能。主组件504经由电缆506和507电连接至交通工具电池508。

液体流入管道510将液体(比如水、防冻剂或挡风玻璃清理液体)从具有相关交通工具泵514的交通工具液体容器512供应到主组件504。液体流出管道522将液体供应至一个或多个喷射器524，所述喷射器可位于以下交通工具位置的一个或多个处：交通工具前挡风、交通工具后挡风、通常并且尤其为了便于观察到交通工具外部后视镜的交通工具侧窗，以及交通工具前灯、交通工具后灯和交通工具外部后视镜。

交通工具操作员致动开关530(通常位于交通工具仪表板上)由控制导线对532电结合至主组件504。交通工具的一对计算机接口导线534和536将主组件504互连至现有的交通工具计算机538。点火接口导线540将主组件504互连至现有的交通工具点火开关。外部温度传感器541由导线543连接至主组件504。

交通工具操作员致动开关530优选提供用于致动自动喷撒循环的用户输入，如下所述。

来自容器512的液体由交通工具泵514经由液体进入管道510和液体入口通路部550供应至主组件504。液体经由液体出口通路部554和液体流出管道522供应至喷射器524。

主组件504优选包括与温度传感器570(优选可从德国的EPCOS AG.Corporate Communications of Munich购得的传感器，标识为No.G560/50K/F2类)相连通的液体加热腔室560、以及用于操作本身连接至温度传感器570和交通工具电池的主组件504的控制电路。

如图9所示，系统致动优选由用户(比如机动车辆的驾驶员)压下(通常位于交通工具仪表板上的)致动开关530而启动，如附图标记600所示。这种致动将系统置于自动致动模式。在此模式下，该系统用来操作泵514以执行分别由附图标记602和604所标识的第一喷射循环和第二喷射循环。

在进入自动致动模式时，已加热液体排出系统502操作来将电流提供给加热元件，加热包含在液体加热腔室560中的液体，导致由传感器570所探测的温度中的升高，如附图标记606所示。

在由温度传感器570所探测的温度达到第一喷射循环开始温度(在所示例子中为75℃，如附图标记608所示)时，已加热液体排出系统502优选操作泵514以执行第一喷射循环602并通过液体出口通路部554和液体流出管道522将流体排出到喷射器524。第一喷射循环602优选继续进行直到由传感器570所探测的温度达到低于第一喷射循环开始温度的第一喷射循环结束温度(在所示例子中为56℃，如附图标记610所示)。根据本发明的优选实施例，第一喷射循环开始温度和第一喷射循环结束温度被选择为使得第一喷射循环602的持续时间优选为大约4秒钟，在此期间由传感器570所探测的温度达到第一喷射循环结束温度。

在第一喷射循环602终止时，由于对包含在液体加热腔室560中的流体进行加热，由传感器570所探测的温度又开始升高。

根据本发明的优选实施例，在由传感器570所探测的温度达到第二喷射循环开始温度(在所示例子中为75℃，如附图标记612所示)时已加热液体排出系统502优选操作泵514以执行第二喷射循环604。可以理解，第二喷射循环开始温度可与第一喷射循环开始温度相通或者也可以不同。

第二喷射循环604优选继续进行直到由传感器570所探测的温度达到低于第一喷射循环开始温度且低于第二喷射循环开始温度的第二喷射循环结束温度(比如在所示例子中为5℃)，如附图标记614所示。根据本发明的优选实施例，第二喷射循环开始温度和第二喷射循环结束温度被选择为使得第二喷射循环604的持续时间优选不超过8秒钟，在此期间由传感器570所探测的温度达到第二喷射循环结束温度。

可以理解，已加热液体排出系统502还可操作来在最大持续时间内没有达到第一喷射循环结束温度时基于第一喷射循环最大持续时间来结束第一喷射循环602。还可以理解，已加热液体排出系统502还可操作来在最大持续时间内没有达到第二喷射循环结束温度时基于第二喷射循环最大持续时间来结束第二喷射循环604。

可以理解，所给出的温度仅是为了示例性的目的，并且可以选择任何适合的温度范围以确定第一和第二喷射循环的持续时间。可以理解，所给出的持续时间仅是为了示例性的目的，并且可以选择任何持续时间来作为第一和第二喷射循环602和604所允许的最大时间。

根据本发明的另一优选实施例，已加热液体排出系统502可操作来将第二喷射循环结束温度确定为由温度传感器541所探测的环境温度的函数。可以理解，将第二喷射循环结束温度确定为环境温度的函数就提供了改进的第二喷射循环，尤其是在非常低的环境温度下，比如低于0℃。

现在参照图10A和10B，它们是根据本发明又一优选实施例构造和操作的适用于机动车辆的已加热液体排出系统的简化剖视图，以两种不同的操作模式。

如图10A和10B所示，已加热液体排出系统900(类似于图1所示的已加热液体排出系统100)优选包括主组件902，该主组件提供液体加热并且包括电力和液体流动控制功能。主组件902优选经由电缆(未示出)电连接至交通工具电池(未示出)。

主组件902包括与液体流入管道(未示出)和液体流出管道(未示出)相通的液体加热腔室904。液体流入管道操作来将液体(比如水、防冻剂或挡风玻璃清理液体)从具有相关交通工具泵(未示出)的交通工具液体容器(未示出)供应到液体加热腔室904。液体流出管道操作来将液体供应至一个或多个喷射器(未示出)，所述喷射器可位于以下交通工具位置的一个或多个处：交通工具前挡风、交通工具后挡风、通常并且尤其为了便于观察到交通工具外部后视镜的交通工具侧窗，以及交通工具前灯、交通工具后灯和交通工具外部后视镜。

主组件902优选包括壳体906，壳体906限定出大致圆柱形液体加热腔室容纳体积908，其中定位有液体加热腔室904，液体加热腔室904的主要部分布置在液体加热组件910中。壳体906优选还限定了液体入口通道912、液体出口通道914和用于容纳已加热液体温度传感器916的孔口，它们都与液体加热腔室容纳体积908相通。

液体加热组件910优选包括限定出液体加热腔室904的圆柱形外套筒920、和限定出密封环保持承窝924的基部922，该保持承窝924布置成用于保持绝缘液体密封环926。多个加热元件(所示实施例中为三个，标记为附图标记930、931和932)位于套筒920内。可以理解，虽然所示实施例包括三个加热元件，但是可以提供任何适合构造的加热元件。

外套筒920优选包括多个孔口，标记为960和962，以使得液体能流过其中。可以理解，孔口960和962能以任何适合的数量、位置和形状来提供以便于液体通过外套筒920进入液体加热组件910。

液体加热组件910还可以包括电连接至基部922的电能供应连接965。

如图10A和10B还示出的，已加热液体排出系统900还包括具有液体入口通路部968和液体出口通路部970的液体连接器组件966。液体连接器组件966优选包括还限定出差压旁路通路部972的注射成型元件，该差压旁路通路部972由弹簧加载的单向阀974所控制，并且其在两侧的压差达到预定的阈值(通常为0.3-0.5巴，这表示在穿过液体加热腔室904的液体路径被堵塞)时允许液体从液体入口通路部968流到液体出口通路部970。

阀976布置在液体加热腔室904上游的液体入口通路部968中。

来自交通工具容器的液体经由液体入口通路部968和液体入口通道912供应至液体加热腔室容纳体积908，并且优选经由形成于套筒920中的孔口960和962进入由套筒920所形成的液体加热腔室904。

液体在液体加热腔室904中被加热并且根据液位由温度传感器916(优选可从德国的EPCOS AG.Corporate Communications ofMunich购得的传感器，标识为No.G560/50K/F2类)探测液体或覆盖在液体上的空气的温度。温度传感器916优选安装至印刷电路板978，所述印刷电路板978安装在壳体906内并且位于液体加热腔室容纳体积908的外面。

印刷电路板978上还安装有用于操作主组件902的控制电路，控制电路本身连接至温度传感器916和交通工具电池。

可以理解，阀976在结构上类似于图1的阀176，除了阀976与在喷射器和容器之间提供替代流动通路的管道982相通之外，其包括球980。已加热液体排出系统900因而提供了用于在喷射结束时将流体从喷射器中排出到容器中的两个流体流动通路。如图10A所示，管道982的端部982延伸到壳体906的外表面之外。

双向阀组件1000连接至液体入口通路部968和管道982。双向阀组件1000包括双向阀1002、管道1004和1006以及分别将阀1002与液体入口通路部968和管道982的端部986连接起来的相应接头1014和1016。

双向阀1002优选包括用户可定位的阀元件1018。双向阀组件1000还包括用来将已加热液体排出系统900连接至交通工具容器(未示出)的进入管道1020。

在图10A所示的操作方位中，双向阀1002的阀元件1018定位在“打开”位置，其允许流入液体加热腔室904的液流除了如箭头1040和1042所示流过阀976的球980之外还如箭头1030、1032和1034所示绕过阀976的球980。在图10A所示的操作定向，已加热液体排出系统900在压力之下将液体供应至液体加热腔室904并且允许如箭头1030、1032和1034所示相对快速的回流。

在图10B所示的操作定向，双向阀1002的阀元件1018定位在“关闭”位置，其允许流入液体加热腔室904的液流如箭头1040和1042所示流过阀976的球980。在图10B所示的操作方位，阀976的功能等同于图1的阀176并且允许如箭头1040和1042所示相对缓慢的回流。

已加热液体排出系统900因而给用户提供了可选择的回流功能而无需要求阀976在安装在交通工具之后被直接操作。

可以理解，可以取消双向阀组件1000并且一个封盖(未示出)布置在管道982的端部986上。在此方位下，已加热液体排出系统900允许在压力之下将液体供应至液体加热腔室904但是阻止回流通过其中，将回流限制至相对缓慢的速度。

可以理解，本发明的系统适合于包含在新的交通工具中和用来翻新入现有的交通工具。

本领域的技术人员将理解到，本发明并不限于上面具体示出和描述的情况。而是本发明的范围包括上述各个特点和组合和再组合以及本领域技术人员在阅读前述说明书时得到的但不属于现有技术的变型和变化。

Claims (29)

1.一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，包括：

液体加热组件；和

可操作地将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，

所述液体加热组件包括：

液体加热腔室；

布置在所述液体加热腔室内的至少一个加热元件；和

与所述至少一个加热元件热传导地接触的至少一个散热器，所述至少一个散热器至少部分地限定至少一个液体流动通道并且可操作地将热从所述至少一个加热元件传递到流过所述至少一个液体流动通道的所述液体。

2.根据权利要求1的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，还包括液体温度传感器，所述液体温度传感器可操作地探测由所述液体加热组件所加热的液体的温度，并且，所述至少一个散热器被构造成可操作地增强所述液体加热腔室内的所述液体的加热均匀性，从而由所述液体温度传感器所探测的所述温度通常表示所述液体加热腔室内的所述液体的温度。

3.根据权利要求1或2的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着所述液体加热腔室的至少一个尺寸是不均匀的。

4.根据权利要求1或2的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着竖直对齐的纵轴延伸并且沿着所述纵轴是不均匀的，从而增强所述液体沿着所述纵轴的加热均匀性。

5.根据前述任一权利要求的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器包括至少一个与所述至少一个液体流动通道相通的孔口。

6.根据前述任一权利要求的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器定位在所述液体加热腔室内以限定出至少一个流体流动间隙。

7.根据权利要求6的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个流体流动间隙导致了所述液体在加热腔室内沿多个方向的液体流动。

8.根据权利要求6或7的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着纵轴延伸，并且沿多个方向的所述流体流动包括沿着所述纵轴在相反纵向上的流体流动。

9.根据权利要求6-8中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，沿多个方向的所述流体流动提供了所述液体加热腔室中所述液体温度增强的均匀性。

10.一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，包括：

液体加热组件；和

可操作地将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，

所述液体加热组件包括：

液体加热腔室；

布置在所述液体加热腔室内的至少一个加热元件；和

连接到所述至少一个加热元件的电力供应连接，所述电力供应连接包括可熔化传导部，该可熔化传导部与所述液体加热腔室热传导地接触并且可操作地熔化，并且因而响应于在所述液体加热腔室内液体加热到高于预定温度而中断向所述至少一个加热元件的电力供应。

11.根据权利要求10的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，还包括与所述至少一个加热元件热传导地接触的至少一个散热器，所述至少一个散热器至少部分地限定至少一个液体流动通道，并且被操作来将热从所述至少一个加热元件传递到流过所述至少一个液体流动通道的所述液体。

12.根据权利要求11的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，还包括液体温度传感器，所述液体温度传感器被操作来探测由所述液体加热组件所加热的液体的温度，并且，所述至少一个散热器被构造成可操作地增强所述液体加热腔室内的所述液体的加热均匀性，从而由所述液体温度传感器所探测的所述温度通常表示在所述液体加热腔室内的所述液体的温度。

13.根据权利要求11或12的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着所述液体加热腔室的至少一个尺寸是不均匀的。

14.根据权利要求11或12的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着竖直对齐的纵轴延伸并且沿着所述纵轴是不均匀的，从而增强所述液体沿着所述纵轴的加热均匀性。

15.根据权利要求11-14中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器包括至少一个与所述至少一个液体流动通道相通的孔口。

16.一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，包括：

液体加热组件；和

可操作地将已加热液体喷射到挡风玻璃上的已加热液体喷射组件，

所述液体加热组件包括：

液体加热腔室；

布置在所述液体加热腔室内的至少一个加热元件；和

液体供应组件，其结合至所述液体加热腔室并且包括：

阀，其被操作以允许液体流入所述液体加热腔室并阻止从所述液体加热腔室回流；和

至少一个旁路管道，用户可选择地操作以允许所述回流绕过所述阀。

17.一种挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，包括：

液体加热组件；和

液体温度传感器，其操作以探测由所述液体加热组件所加热的液体的温度；

已加热液体喷射组件，其操作以将所述已加热液体喷射到挡风玻璃上；和

控制器，其可操作地根据由所述液体温度传感器所探测的所述温度来控制所述喷射组件的操作，所述控制器提供了至少一个当所述液体温度为第一温度时开始并且当所述液体温度为低于所述第一温度的第二温度时终止的第一喷射事件，以及至少一个当所述液体温度为低于所述第二温度的第三温度时终止的第二喷射事件。

18.根据权利要求17的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，还包括操作来探测所述液体加热组件外面的环境温度的温度传感器，并且所述第三温度由所述控制器基于所述环境温度来确定。

19.根据权利要求17或18的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述控制器被操作来在预定时间内没有达到所述第二温度时终止所述至少一个第一喷射事件。

20.根据权利要求17-19中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述控制器被操作来在预定时间内没有达到所述第三温度时终止所述至少一个第二喷射事件。

21.根据权利要求17-20中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，当所述液体温度处于所述第一温度时开始所述至少一个第二喷射事件。

22.根据权利要求17-21中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述液体加热组件还包括连接到所述至少一个加热元件的电力供应连接，所述电力供应连接包括可熔化传导部，该可熔化传导部与所述液体加热腔室热传导地接触并且可操作地熔化，并且因而响应于在所述液体加热腔室内液体加热到高于预定温度而中断向所述至少一个加热元件的电力供应。

23.根据权利要求17-22中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述液体加热组件还包括与所述至少一个加热元件热传导地接触的至少一个散热器，所述至少一个散热器至少部分地限定至少一个液体流动通道，并且被操作来将热从所述至少一个加热元件传递到流过所述至少一个液体流动通道的所述液体。

24.根据权利要求23的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，还包括液体温度传感器，其操作来探测由所述液体加热组件所加热的液体的温度，并且，所述至少一个散热器被构造成可操作地增强所述液体加热腔室内的所述液体的加热均匀性，从而由所述液体温度传感器所探测的所述温度通常表示在所述液体加热腔室内的所述液体的温度。

25.根据权利要求23或24的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着所述液体加热腔室的至少一个尺寸是不均匀的。

26.根据权利要求23或24的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器被构造为沿着竖直对齐的纵轴延伸并且沿着所述纵轴是不均匀的，从而增强所述液体沿着所述纵轴的加热均匀性。

27.根据权利要求23-26中任一的挡风玻璃用的已加热液体喷射组件，其特征在于，所述至少一个散热器包括至少一个与所述至少一个液体流动通道相通的孔口。

28.一种将已加热液体喷射到挡风玻璃上的方法，包括：

提供液体加热组件，所述液体加热组件包括液体加热腔室、至少一个布置在所述液体加热腔室内的加热元件以及至少一个与所述至少一个加热元件热传导地接触的散热器，所述至少一个散热器至少部分地限定了至少一个液体流动通道；

加热所述至少一个加热元件；

将热从所述至少一个加热元件传递到流过所述至少一个液体流动通道的液体；和

将由所述液体加热组件所加热的所述液体喷射到挡风玻璃上。

29.一种将已加热液体喷射到挡风玻璃上的方法，包括：

提供包括液体温度传感器的液体加热组件；

加热所述液体加热组件中的液体直到所述液体温度传感器探测到第一喷射循环开始温度；

在所述液体温度传感器探测到所述第一喷射循环开始温度时开始至少一个第一喷射事件；

在所述液体温度传感器探测到第一喷射循环结束温度时终止所述第一喷射事件，所述第一喷射循环结束温度低于所述第一喷射循环开始温度；

随后在所述液体温度传感器探测到第二喷射循环开始温度时开始至少一个第二喷射事件；

在所述液体温度传感器探测到第二喷射循环结束温度时终止所述第二喷射事件，所述第二喷射循环结束温度低于所述第一喷射循环结束温度。

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