CN101909952A - 具有用于玻璃表面等的无雨刷清洁系统的机动运输工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有主体结构(2)的机动运输工具(1)，主体结构中安装有可不使用雨刷即可有效地被清洁的构件或面板(W)，其周界或轮廓与框架(3)相连。构件或面板(W)上在工作时朝外的表面是疏水的。与构件或面板(W)相连的喷射装置(5，6，A，B)包括：设置在框架(3)中、用于排放液体的多个第一开口或喷嘴(A)，其朝向构件或面板(W)的外表面；同样设置在框架(3)中、用于排放气态流体的多个第二开口或喷嘴(B)，其与多个第一开口或喷嘴(A)间隔排列；第一歧管(5)，其设置在框架(3)中并与至少部分的液体排放开口或喷嘴(A)连通；第二歧管(6)，其设置在框架(3)中并与至少部分的气态流体排放开口或喷嘴(B)连通。第一和第二歧管(5，6)连接至相应的供给设备(10，14)，该供给设备适于分别向其供给液体流和气态流体流。优选地为结合在一起的、通过开口或喷嘴(A，B)喷射的这些液体和空气喷射流的动作适于引起构件或面板(W)外表面上液体的湍流运动和可能包含在该液体中的材料的湍流运动。

Description

具有用于玻璃表面等的无雨刷清洁系统的机动运输工具
技术领域
概括地说，本发明涉及一种机动运输工具，其设置有用于玻璃表面(glazed surface)等的无雨刷清洁系统(wiperless cleaning system)，所述玻璃表面例如风挡玻璃、后窗、侧窗灯、任何透明车顶、照明单元的外表面等。
更具体地说，本发明涉及一种如所附的权利要求1的前序部分中所定义类型的机动运输工具。
背景技术
在此说明书中以及在所附的权利要求书中，术语“机动运输工具”应被广义地理解为陆上、水上或空中运输中的任意装置。
从日本专利申请JP 10147214-A可知一种用于机动运输工具的风挡玻璃的无雨刷清洁系统，在该专利申请中，氟化有机硅树脂制成的薄膜被用于风挡玻璃从而使其具有疏水性。歧管沿着风挡玻璃的底部延伸并且离它的框架特定的距离，其供送加压气体流——特别是来自机动运输工具发动机的废气——至喷嘴，所述喷嘴将该气体的喷流导向风挡玻璃的底部。
从日本专利申请JP 10250534-A可知一种系统，在该系统中，在机动运输工具的风挡玻璃的底部处设置了风扇，使得能向其疏水外表面吹动气流从而去除落在上面的水(雨)。
从日本专利申请JP 8268232-A也可知一种用于从机动运输工具窗户玻璃去除水(雨)滴的系统。这些玻璃的外表面上设置有一层憎水性材料，与这些玻璃连有压电变换器(transducer)从而使得它们振动，以使水滴在重力的作用下更容易向下流。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的无雨刷清洁系统的机动运输工具。
依照本发明，这个和其它的目的通过具有所附权利要求1中陈述的典型特征的机动运输工具得以实现。
附图说明
根据如下参照附图给出的详细描述，本发明的其它优点和特征将变得很显然；这些附图仅仅是以非限制性的示例的方式给出的，图中：
图1为本发明的设置有清洁系统的机动运输工具的局部透视图，其中一部分为线路图的形式；
图2为沿图1中的线II-II的放大图；
图3和图4为根据两个变例的、设置有清洁系统的机动运输工具的风挡玻璃的侧视图；
图5为本发明的设置有清洁系统的、具有三次曲率(triple curvature)的风挡玻璃的透视图；以及
图6为本发明的设置有清洁系统的机动运输工具的后窗的侧视图。
具体实施方式
在图1中，机动运输工具被整体地示出为1，其包括主体结构(bodywork)2，在主体结构2中安装有构件或面板W，构件或面板W至少部分透明。图1所示的构件或面板W可以是前风挡玻璃或后窗。
框架3与风挡玻璃W的周界或轮廓相连。在图1和图2中以示例的方式示出的实施方式中，此框架由组件和密封衬垫构成，例如，该组件和密封衬垫由弹性材料制成。此框架或衬垫可独立于面板W进行制成，或者可封装(encapsulatd)在该面板W上或复制成型(duplicate moulded)在该面板W上。
在替代的实施方式中，未图示，框架3可由其它材料制成，例如金属材料，或者甚至能够与主体结构开口一体地制成，该主体结构开口中安装有面板W。
面板W上在工作时朝外的表面为憎水性的，即疏水的。这可以通过许多已知的方法实现，例如应用通过纳米技术工艺获取的超薄透明薄膜，例如疏水二氧化钛薄膜，它还适于起到阳光过滤装置的作用。作为替代，纳米结构的薄膜被应用于面板W的外表面，从而人为地模仿已知的荷叶的超憎水作用。
面板W上在工作时朝外的表面可以也具有一层沉积于其上的高活性纳米粉末，该粉末能够被电脉冲激活，例如借助于沉积在面板W上的导电薄膜，其对通常沉积在面板上的“污垢”的分子有高效地分化作用(fragmenting effect)。
这些导电薄膜，像下面提到的其它薄膜，可以是部分(至少)的基本上非常透明的、沉积在面板W上的导电层。
在纳米结构的外表面的情况下，这样的表面可与纳米马达设备(nanomotor device)(通过形成为沉积在面板W上的透明导电薄膜形成的供应导体，其可通过光伏效应或以电的方式实现)相连，从而可以以“纳米扫帚(nano-broom)”的形式“拂去”沉积在面板上的微米粒子(microparticle)和纳米粒子(nano particle)。
为了实现下面将描述的功能，面板W可与一个或多个光学雨水传感器相连。仅仅是为了示例说明的目的，图1中用4示出了这样的雨水传感器。沉积在面板上的薄膜，以本身已知的方式，也可被用作雨水传感器。
在图中所示面板W具有常规的配置(弯曲)。
一般而言，面板W与喷射系统相连，使得多个流体喷射流，尤其是优选为水的多个液体喷射流，以及优选为空气的多个气态流体喷射流能够直接导向其外表面。
此喷射系统包括用A标示的多个第一开口或喷嘴，用于排放液体，其设置在框架3中。其分布使得框架的每侧至少有一个液体排放开口或喷嘴A，优选地为有多个这样的开口或喷嘴。开口或喷嘴A朝向面板W的外表面，尤其从图2中可以看出。
用B标示的多个第二开口或喷嘴设置在框架3中，用于排放气态流体，特别是空气。
同样，在开口或喷嘴B的情况下，其分布使得在框架3的每侧具有这些开口或喷嘴中的至少一个，优选地为具有这些开口或喷嘴中的多个。
在以示例的方式示出的实施方式中，开口或喷嘴A与开口或喷嘴B基本上是互相交替的或间隔的。但是，这种分布不是必需的，具体地，用于排放气态流体的喷嘴B的数量可以少于开口或喷嘴A的数量。
参照图2，框架3上安装有用5标示的第一歧管(manifold duct)，其与至少部分的开口或喷嘴A相通。在替代的实施方式中，框架3可以设置有多个歧管，其中每个歧管连接至用于排放液体的一组特定的开口或喷嘴A。
类似地，再参照图2，框架3上设置有至少第二歧管6，其与用于排放气态流体的至少部分的开口或喷嘴B相通。
开口或喷嘴B也朝向面板W的外表面。
参照图1，至少一个歧管5通过管7连接至装置(apparatus)8，该装置用于提供液体流，特别是水，其优选地为已被加热并且可能添加有去垢剂。
在通过图1中的示例示出的实施方式中，装置8包括盛有水的容器或罐9，水通过已知类型的电泵10被抽取并供送到管7中，然后被输送到歧管5。
容器或罐9可有利地与加热设备11相连，加热设备11例如为电阻加热器或热交换器。在罐9中可设置有温度传感器12，用以探测其中盛放的水的温度。
在设置有燃料电池的机动运输工具的情况下，由这些电池所产生的废水至少部分可被用于供应给罐9。
泵10、加热装置11和温度传感器12连接至电子控制单元ECU，雨水传感器4也与电子控制单元ECU相连。
至少一个歧管6通过图1中13标示的管与设备14连接，该设备14提供气态流体流，特别是空气。例如，设备14可以是压缩机。
设备14也由电子控制单元ECU控制。
如图1和图2中所示与面板W相连的清洁系统基本上按如下方式运转。
由传感器4感测到面板W上雨水的存在，并且这种情况启动控制单元ECU。
由于面板W外表面具有憎水和疏水特性，所以落在其上的雨水很容易被去除。
疏水作用使得落在面板上的水滴被分成许多小球(glomerules)，这些小球并不趋于粘附至面板的表面，但是，即便在最小的力的作用下，其都会在面板表面上滚动，基本上不留残余并且带走它们所包含有的例如灰尘或其它污染物的任何颗粒。
作用于在面板表面上滚动的小球的力可能仅是由于机动运输工具向前移动时作用于面板的“风”产生的力。
当运输工具静止或低速移动时，控制单元ECU选择性地启动泵10和/或空气供给设备14，从而使水喷射流和/或空气喷射流通过开口或喷嘴A和/或B输向面板的外表面。这些液体和空气喷射流的动作，优选地为结合在一起，能够引起面板W外部疏水表面上液体的湍流运动和包含在该液体中的任何材料(污垢)的湍流运动。
控制单元ECU也可连接至控制设备15(图1)，该控制设备(举例来说)可手动驱动，也适于通过单元ECU引起泵10和/或空气供给设备14的启动，例如当机动运输工具的用户希望清洁面板W时，例如在长时间静置后开始使用机动运输工具时。
有利地，电子单元ECU适于根据机动运输工具的前向运动的速度调节通过开口或喷嘴A供应的水流和/或水压以及通过开口或喷嘴B供应的空气流和/或空气压。这使得在机动运输工具的速度变化时能够得到清洁系统的最佳能量管理。
此外，控制单元ECU可以也有利地适于通过泵10使得对歧管5的供给一定量的水，并且使其在清洁系统不工作期间歧管5基本上充满水，使得当随后致动清洁系统时系统以基本上立即的方式反应。
图3示出了一个变例。在图3中，已描述过的零件和部件具有如上的相同的参考数字和字母。
在图3的实施方式中，面板W是机动运输工具的风挡玻璃，在此风挡玻璃W较低部分的前面安装有横杆16，此横杆的截面基本上对应于朝上的风板(aerofoil)的截面，即外弧面(extrados)朝下而内弧面(intrados)朝上。
相对于发动机空间的舱盖18的相邻部分，横杆16被设置在升起的位置，使得在运输工具运行过程中，空气流被迫沿着横杆的外弧面，从而作用于风挡玻璃W的外表面，以加强运输工具前向运动所产生的“风”的作用。
优选地，虽然并非必需，连接至设置在横杆16中的相应的歧管5’和6’的至少一个用于液体的排放喷嘴和至少一个用于空气的排放喷嘴有利地设置在朝向风挡玻璃W的横杆16的边缘中。这些歧管5’和6’有利地连接至分别用于供应水流和空气流的相应的设备，优选地为与风挡玻璃的框架或衬垫3的歧管5、6相连的相同设备。
这样，除了其空气动力学效应外，横杆16使得能够将液体喷射流和/或水喷射流直接导向风挡玻璃W的外表面，从而改进风挡玻璃表面上的水流/空气流的湍流特性，因而提高水形成的小球和包含于其中的微粒被去除的效率。
图3所示的风挡玻璃W可有利地与上横杆30相连，该横杆的截面基本上对应于风板，并且其外弧面朝上。此横杆使得逆着空气面或层的趋势(升起在风挡玻璃表面上)从而在风挡玻璃的最高处从此表面“离开”。
横杆30也可有利地设置有喷嘴，其用于朝着风挡玻璃的外表面输送液体喷射流和/或气体喷射流，并且相对于或多或少地相切的周向喷射流A和B，入射角更大、更有效。
图4显示了再一变例。在图4中，同样地，已描述的零件和部件也具有与上述相同的参考数字和字母。
图4的变例中，喷洒设备19适于朝向面板W导向水流，从而增加此面板的表面上的水流/空气流的湍流特性，并且该喷洒设备19设置在面板W下侧的附近，所述面板W可以是风挡玻璃或后窗。
喷洒设备19可以是“弹出”类型，类似于用于清洁机动运输工具前灯或尾灯的设备。
以在未图示的方式，面板W的框架3上可以设置有多个用于液体的歧管，并且其连接至相应的排放开口或喷嘴，从而使得具有不同的化学和/或物理特性的多种液体，例如水(可能已加热)和洗涤剂或漂洗剂，能够朝面板喷射。
图5示出具有三次曲率的风挡玻璃W，其与本发明的清洁系统相连。此风挡玻璃沿着水平平面延伸的截面具有凸曲率，沿着纵向竖直平面的截面具有中间弯曲部分的双重凹-凸曲率。从空气动力学的观点看，风挡玻璃W的该种形状可能最佳地利用由于运输工具的前向运动产生的“风”的作用。
图6示出了另外的变例。在图6中，已描述的零件和部件也具有如上述相同的参考数字和字母。
图6所示变例中，面板W是后窗，在其上侧附近安装有横杆16，横杆16的截面可以基本上等于风板的截面。
横杆16设置成使得在运输工具的前向运动过程中，空气流沿着横杆的内弧面冲击后窗W的外表面。
有利地，虽然并非必需，连接至设置在横杆16中的相应的歧管5’和6’的至少一个用于液体的排放喷嘴和至少一个用于空气的排放喷嘴设置在朝向后窗玻璃W的横杆16的边缘中。这些歧管5’和6’有利地连接至分别用于供应水流和空气流的相应的设备，优选地为与风挡玻璃的框架或衬垫3的歧管5、6相连的相同设备。
这样，除了其空气动力学效应外，横杆16使得能够将液体喷射流和/或空气喷射流直接导向后窗W的外表面，从而改进此表面上的水流/空气流的湍流特性，因而提高水形成的小球和包含于其中的微粒被去除的效率。
自然地，在本发明的原则保持不变前提下，实施方式的形式和构造细节相对于仅仅以示例的方式已描述和阐述的那些可能有很大的变化，因此并没有超出所附权利要求中限定的本发明的范围。
如上所述，本发明不仅有利地应用于风挡玻璃或后窗，还可以有利地应用于机动运输工具上所有设置的玻璃表面等，例如侧灯的玻璃，任何透明车顶和照明单元的外表面。

Claims (18)

1.一种具有主体结构(2)的机动运输工具(1)，在所述主体结构(2)中安装有不使用雨刷即可有效地进行清洁的构件或面板(W)，其周界或轮廓与框架(3)相连，所述构件或面板(W)上在工作时朝外的表面是疏水的，所述构件或面板(W)与喷射装置(A，B)相连，从而将多个液体喷射流导向其外表面，
其特征在于，所述喷射装置包括：
多个第一开口或喷嘴(A)，其设置在框架(3)中、用于排放液体，使得所述框架(3)的每侧包括至少一个开口或喷嘴(A)，所述开口或喷嘴(A)朝向所述构件或面板(W)的外表面；
多个第二开口或喷嘴(B)，其同样设置在框架(3)中、用于排放气态流体，并且与所述多个第一开口或喷嘴(A)间隔排列，使得所述框架(3)的每侧包括至少一个用于排放气态流体的开口或喷嘴(B)；
至少第一歧管(5)，其设置在所述框架(3)中并与至少部分的液体排放开口或喷嘴(A)连通，
至少第二歧管(6)，其设置在所述框架(3)中并与至少部分的用于气态流体排放的多个第二开口或喷嘴(B)连通，
所述第一和第二歧管(5，6)连接至相应的供给设备(10，14)，所述供给设备适于向它们分别供应液体流和气态流体流；
上述设置使得在工作时优选为结合在一起的、通过所述开口或喷嘴(A，B)喷射的液体喷射流和气态流体喷射流的动作适于引起所述构件或面板(W)的外表面上液体的湍流运动以及可能包含在该液体中的材料的湍流运动。
2.如权利要求1所述的机动运输工具，其中，所述框架(3)设置有多个用于液体的歧管(5)，这些歧管能够连接至相应的开口或喷嘴(A)，从而使得多个具有不同化学和/或物理特性的液体能够被喷射朝向构件或面板(W)。
3.如权利要求1或2所述的机动运输工具，其中，所述框架(3)是衬垫，其用于将所述构件或面板(W)密封和/或安装在所述主体结构(2)中。
4.如权利要求1或2所述的机动运输工具，其中，所述框架(3)是由金属材料制成的。
5.如权利要求1或2所述的机动运输工具，其中，所述框架(3)与所述主体结构(2)一体制成。
6.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板(W)的外表面上设置有纳米结构的透明薄膜，使得其具有憎水特性。
7.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板的外表面上沉积有粉碎的纳米粉末层，该粉末层能被电脉冲激活。
8.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，适于移动沉积在所述构件或面板(W)表面上的微米粒子和纳米粒子的纳米马达设备与所述构件或面板(W)的外表面相连。
9.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，雨水传感器(4)——尤其是由沉积在所述构件或面板(W)上的薄膜制成的——与所述构件或面板(W)相连。
10.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，横杆(16)设置在所述构件或面板(W)的前面，从而当运输工具运动时将加速的空气流导向所述构件或面板(W)。
11.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板(W)是风挡玻璃，另一横杆(30)设置在其上端附近并且适于阻碍在工作时冲击所述风挡玻璃的空气的面或层的趋热，从而从所述风挡玻璃的表面移动或升高离开。
12.如权利要求10或11所述的机动运输工具，其中，所述或每个横杆(16；30)设置有开口或喷嘴，这些开口或喷嘴用于朝向所述构件或面板(W)的外表面供应液体喷射流和/或气态流体喷射流。
13.如权利要求12所述的机动运输工具，其中，所述或每个横杆(16)的开口或喷嘴连接至设置在所述横杆(16)中的歧管(5’，6’)，优选地为连接至所述供应装置(10，14)，所述供应装置又连接至所述框架(3)的歧管(5，6)。
14.如权利要求1至13中任一项所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板(W)与至少一个喷洒设备(19)相连，所述喷洒设备设置在所述构件或面板(W)的一侧附近并且适于将流体流导向所述构件或面板(W)的外表面。
15.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板(W)是所述机动运输工具的风挡玻璃、后窗、窗或车顶面板上至少部分透明的固定或可移动的玻璃，或者机动运输工具上具有玻璃表面的其它构件。
16.如前述权利要求中任一项所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板(W)是风挡玻璃，其形状使得其具有三次曲率的空气动力学配置。
17.如权利要求10所述的机动运输工具，其中，所述构件或面板(W)是风挡玻璃，所述横杆(16)以朝上的风板的方式成形。
18.如权利要求11所述的机动运输工具，其中，所述的另一横杆(30)的形状呈气板的方式。
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