CN108602073B - 用于流体振荡器清洗喷嘴的微尺寸结构及构造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于流体振荡器清洗或喷射喷嘴(100或250)的微尺寸结构及构造方法，该微尺寸结构具有包围内部腔体(112或262)的喷嘴壳体(110或252)，该内部腔体接收插入件(114或254)，该插入件具有限定限定第一和第二动力喷嘴(120、122或280、282)的内部流体通路。该动力喷嘴接收流动通过壳体的内部腔体的加压流体(130)，其中流体在壳体的底部处流入到腔体中，并且向上流动至用于动力喷嘴的入口(140、142)，以使得加速的第一和第二流体流通过动力喷嘴在相互作用区域(154或284)中朝向彼此瞄准，其沿着喷射轴线通过喇叭状喉部侧向地排出，其中该喇叭状喉部部分地限定在插入件内并且部分地限定在通过壳体中的侧壁(162)限定的扩展喷射出口孔(160或290)内。

Description

用于流体振荡器清洗喷嘴的微尺寸结构及构造方法

技术领域

本发明总体涉及流体喷射喷嘴组件，并且更具体地说、涉及用于装备有流体振荡器的喷射组件的微尺寸喷嘴结构和构造方法。

相关申请信息

本申请要求于2015年10月19日提交的、名称为“Micro-sized Structure andConstruction Method for Fluidic Osciilator Wash Nozzle)”的美国临时申请号62/243,371的优先权，其全部公开内容在此通过引用方式并入本文。本申请还涉及以下共同拥有的专利申请：(a)2015年5月1日提交的、名称为“Split-lip Shear Shape WasherNozzle”的美国号62155693，以及(b)名称为“Integrated automotive System，compact，lowprofile nozzle assembly，compact fluidic circuit and remote control method forcleaning wide-angle image sensor’s exterior surface”的PCT申请号PCT/US15/25489，其全部公开内容在此通过引用方式并入本文。

背景技术

流体式清洗器喷嘴以高效(低流量条件下的大的覆盖范围、高速度)喷射性能而闻名。最新的装备流体振荡器的喷嘴组件对于冷流体(具有高达25厘泊(25cP)的粘度)具有改善的性能。典型的低流量、低压流体喷嘴组件在被迫喷射冷的粘性流体时会高度受损。如果供给低流量、低压(例如，15psi或更小)的流体，则更小尺寸的现有技术喷嘴特别不起作用，这是因为那些现有技术喷嘴不能可靠地生成提供令人满意的覆盖范围和喷射速度以覆盖或清洁所需目标表面的液滴的振荡喷射。因此，现有流体喷嘴的显著局限性在于：喷嘴组件的包装尺寸需要大到足以处理所需的流体流动；例如，对于大多数流体回路而言，从流体入口或进给口到出口孔的直线距离或前后厚度通常需要至少6mm，特别是如果喷射应用在非常低的温度下包括冷的粘性流体(具有高达25cP的粘度)，比如汽车挡风清洗流体或照相机清洗流体。

对于一些应用，由于非常有限的可获得空间，因此包装尺寸是一个很大的问题。射流喷射喷嘴通常用于这种有限的空间应用中，但是由于它们非常窄的喷射图案，射流喷射喷嘴通常必须结合高的流体流量或者必须运行较长喷射持续时间，从而有效清洁玻璃或外部透镜表面。射流喷射喷嘴与流体喷嘴相比确实具有更小的包装尺寸，但是不具有用于许多汽车清洁应用(比如清洁照相机透镜，在其中，表面必须被清洁良好并且无需机械刮水器或类似物)的有效的喷射图案。

申请人的共同拥有的现有技术包括US 2014291423中描述的“Cup-shaped nozzleassembly with integral filter structure”、US 2014145009中描述的“Cup-shapedFluidic Circuit，Nozzle Assembly and Method”以及PCT/US 15/25489中描述的“Integrated automotive System，compact，low profile nozzle assembly，compactfluidic circuit and remote control method for cleaning wide-angle imagesensor’s exterior surface”，所有内容为了命名而被参考并且通过引用方式并入本文中，但是这些喷嘴组件并不满足当代汽车设计师的所有需求。

国家公路安全和运输管理局(NHSTA)规定，到2018年所有车辆必须配备后视照相机。此外，原始设备制造商(OEM)继续增加照相机以观察车辆周边的任何点(后方、侧面或前方)，并且所有这些照相机都需要清洁。出于美观和造型的原因，车辆OEM期望在可能的情况下将功能性装置置于隐蔽包装中。能够提供期望的功能和性能而无需对眼睛而言是显而易见的或侵入到其它设计空间对于许多工业设计师而言是一种需求。因此，汽车设计师不仅想要用于汽车清洗器喷嘴的非常紧凑的喷嘴组件，而且还想要用于提供有效清洁的均匀喷射分布。汽车OEM也想要一种非常经济和多功能的喷嘴。例如，外部装饰组件通常结合了许多功能，比如现在被美国DOT法规要求的中央高位制动灯(“CHMSL”)灯组件可以包括喷嘴组件。CHMSL组件可以包括其它特征，例如外部照相机，但是如果要保留汽车造型师的外部装饰设计，则清洁这些照相机上的透镜就会产生问题。

存在许多具有笨拙地结合的喷射喷嘴的汽车外部装饰组件的示例，其中，该喷射喷嘴可以保持汽车装饰件的美学外观，但不会生成足以清洁窗户或其它表面的喷射。如这里再现的现有技术附图1A-D所示，在美国专利6,074,078中提供了一个早期的示例，其描述了一种车辆14，该车辆具有包括CHMSL装饰组件10的外部面板或表面12，该CHMSL装饰组件具有带有喷射尖端70的透镜24，该喷射尖端构造为从喷嘴罩44下方通过穿孔77喷射清洗流体的射流。这种喷嘴构造将清洗流体的射流可靠地向下大体喷散到车辆的后窗或后灯玻璃，但是对于喷射的清洁任何特定表面的能力可以说还很少。如果也使用刮水器片，像在图1A-1D中所示的喷嘴构造工作良好足以清洁后窗，但是单独使用时，来自于这种喷嘴的喷射几乎不能清洁窗户。因此，需要一种用于生成特定种类的喷射的有效且不引人注目的喷嘴构造系统和方法。

发明内容

因此，本发明的一个目的是通过提供用于装备有流体振荡器清洗或喷射喷嘴组件的微尺寸喷嘴结构和构造方法来克服上述困难。

根据本发明，用于汽车应用的清洗器喷嘴表征为具有微包装尺寸(例如，3mm(厚)×3mm(高)×7mm(宽))。该喷嘴的喷射图案是均匀喷射扇，其在22psi、50-350ml/min的低流量的情况下具有15°-80°的喷射角度，并且其中喷射扇可以具有6°至25°的选定厚度，因此微型喷嘴可以产生沿侧向宽度轴线15-80度宽且沿横向竖直高度轴线6至25度厚的喷射扇。

申请人已经通过测试原型(比如在本文中描述和示出的原型)发现，本发明的喷嘴组件在流量低于150mL/min、可能甚至低至50mL/min的情况下运行良好，并且对于非常小的汽车照相机透镜和传感器清洗应用也是有效的。由于这种喷嘴构造和方法旨在纳入除照相机清洗之外的各种汽车应用中，因此还示出了CHMSL支座后清洗喷嘴和刮水器臂喷嘴支座，其中两者似乎都需要按比例扩大流量和尺寸(至少是内部尺寸)。本发明的微尺寸清洗器喷嘴对于这种小尺寸的喷嘴组件来说具有非常小包装尺寸、低成本以及意想不到的优异喷射性能的显著优点。

简而言之，本发明的微包装尺寸清洗器喷嘴包括包围内部容积的喷嘴壳体，该内部容积接收具有内部流体通路的插入件，该内部流体通路限定了通向与插入件中的相互作用区域联通的第一和第二动力喷嘴的相对的侧向入口。插入件通常是矩形的，并且经由壳体中的底部开口插入或安装，并且被迫使向上以抵接位于内侧和顶壁或端壁内的内部表面以定位和固定该插入件。插入件的相对的侧向入口与壳体中的内部流体通路联通，以接收来自于内部容积或位于插入件下方的壳体的管腔的加压流体。流体从流体供给流入到位于壳体的底部的管腔中，并且向上流动到侧向入口并进入到相应的第一和第二动力喷嘴中，使得在限定在插入件的内部内的相互作用区域中，加速的第一和第二流体流通过第一和第二动力喷嘴朝向彼此瞄准。用于喷嘴组件的横向喷射出口沿着横向喷射轴线与侧面对齐，并且该喷射出口构造为由与插入件的相互作用室流体联通的喉部穿孔形成的扩展或扩张喇叭状喷射孔，其(在插入时)与通过喷嘴壳体中的侧壁限定的喉部穿孔或横向管腔对齐。喉部穿孔或管腔是垂直对准的狭槽状开口，其中心位于插入件的相互作用区域上方并与之相联通。喉部或出口孔的截面形状通过壳体侧壁的对称地对准的弯曲表面限定。

供给至壳体的处于压力下的流体向上流动至入口并进入到相对的动力喷嘴中，以产生通过相对的第一和第二动力喷嘴给送的流动射流，其在壳体的相互作用区域内碰撞并相互作用，以在相互作用区域中生成振荡流动旋涡，并且然后迫使这些流动旋涡向外并沿横向喷射轴线从喉部窗口或出口孔作为平坦扇形喷射而进行排放。

在示例性实施方式中，喉部窗口的穿孔尺寸为矩形并且面积小(例如，0.7mm×0.35mm)。为了制作用于制造这种喷嘴组件的注射模制工具，该流体振荡器的相互作用区域和出口孔或喉部窗口限定在插入件的相互作用区域上壁和下壁以及壳体的喉部孔中或者由插入件的相互作用区域上壁和下壁以及壳体的喉部孔形成，壳体的喉部孔沿着喷射轴线向外扩展。

申请人最优化的喷嘴设计提供了紧凑的包装，其允许喷嘴定位成更靠近车辆安置的照相机的物镜表面周边，并且甚至因此更容易地集成到照相机本体或周围的车辆装饰件中。由于它们也许不能将可获得的流体流均匀地分配在照相机透镜上以很好地清洁那些表面，因此定位成更靠近照相机透镜会期望地产生关于典型喷嘴设计的清洁性能问题。这是由于现有技术喷嘴设计的缺陷引起；即，较差的喷射速度剖面和窄的喷射角度，并且这些缺陷被本发明的喷嘴组件克服。申请人的微型喷嘴更紧凑，但是考虑其尺寸具有令人惊讶的宽的高速喷射。其较小的尺寸将满足工业设计师的审美需求，并且即使对于具有大视角的照相机也不会损害或突出到图像传感器的观测区域。此外，本发明的喷嘴组件对于高粘度液体产生了良好的限定喷射，其是在寒冷环境下为良好喷射性能所需的，更具体地说，申请人的喷嘴的喷射图案是在22psi、50-350ml/min的低流量的情况下具有15°-80°喷射角度的均匀喷射扇，并且其中喷射扇可以具有6°至25°的选定厚度，因此微型喷嘴可以产生沿侧向宽度轴线15-80度宽且在横向竖直高度轴线上6-25度厚的喷射扇。通过低流体供给压力(例如，15psi和更低压力)和冷粘性流体(具有高达25cP的粘度)来提供令人满意的喷射和清洁性能。用于申请人的微型喷嘴的照相机清洗应用可以包括但不限于在停车辅助或其它驾驶员辅助中使用的照相机，或自驾驶特征，例如但不限于车道偏离警告、标识识别和自动刹车。这些照相机可以位于车辆托架、车辆尾板或提升式门、车辆后备箱盖、侧视镜中，或在车顶安置。

本发明的小包装尺寸和喷嘴构造具有用于所有汽车上的喷射应用的优点，并且因此将在与照相机清洗无关的喷射应用中找到有利的应用。例如，为了使喷嘴尺寸类似于或小于刮水器臂的宽度，喷射出口流的方向上的最小包装尺寸对于安置喷嘴的刮水器臂是期望的。本发明的喷嘴组件非常适合于附接在汽车风挡刮水器臂上，且对驾驶员的视野的不利影响最小。风挡清洗器流量通常高于照相机清洗流量，但是为了适应这种对于更高流量的需求，本发明的喷嘴组件和方法可以容易地按比例放大，或者多个喷嘴可以沿着每个刮水器臂的长度定位并且瞄准，以生成多个对准的同时协作喷射，其构造并旨在将流体分配到大的挡风玻璃或其它目标区域上。

需要本发明的喷嘴组件的小尺寸的另一区域是用于位于中央高位制动灯(“CHMSL”)装饰组件中的后窗清洗喷嘴。纳入在CHMSL组件或装饰件(例如，如图1A和1B所示的10)中的清洗喷嘴通常包括纳入到车辆的后灯或后窗上方的停止指示灯中的剪切或射流式喷嘴，并且这种装置通常生成过高的流量和相对差的流体分布。由于造型原因，喷嘴的形状通常为圆柱形，直径在4～8mm范围内，并且喷嘴延伸超出CHMSL表面小于5mm。尽管传统的流体喷嘴不能装配在该包装封套中，但是本发明的喷嘴组件可以装配，并且生成具有横跨后玻璃的更好流体分布的喷射。

通过考虑其以下具体实施方式的详细描述，特别是采取与附图结合时，本发明的上述和仍然进一步的目的、特征和优点将变得显而易见，其中各图中的相同附图标记被用于表示相同的部件。

附图说明

图1A-1D示出了根据现有技术的具有包括喷嘴的传统中央高位制动灯(“CHMSL”)装饰组件的车辆，其中该喷嘴构造为将非振荡射流或清洁流体流倾倒在车辆的后窗或后灯上。

图2A是本发明的微尺寸喷嘴组件的第一实施方式的前立体图，其示出了具有喷射出口孔的壳体。

图2B是沿着图2A的微尺寸喷嘴组件的线2B-2B截取的剖视图，其示出了位于壳体的内部容积内的插入件的构造以及限定在壳体的内部侧壁与插入件构件的流体通路限定特征部之间的流体流动路径。

图3是示出了根据本发明的具有相对的动力喷嘴通路的插入件的图，该相对的动力喷嘴通路用于将流体流动引导到图2A和图2B的微尺寸喷嘴组件中的中央相互作用区域中。

图4是沿着图2A的微尺寸喷嘴组件的线4-4截取的剖视图，并且示出了进入到并且位于本发明的微尺寸喷嘴组件结构中的插入件相互作用室中的流体流动路径。

图4A是根据本发明的图2A和图4的、沿图4的线4A-4A截取的微尺寸喷嘴组件的剖视图，并且示出了出口孔的对称的扩展喉部。

图5A是根据本发明的从插入件相互作用室内观察的喉部窗口的放大视图，其示出了喉部窗口与在图2-4B的微尺寸喷嘴组件中的插入件相互作用室的对齐。

图5B是根据本发明的壳体的外部的透视图，其示出了图5A的由插入件和其与壳体的扩展的侧壁特征部对准限定的出口孔喉部窗口。

图6是示出了根据本发明的由图2-5B的微尺寸喷嘴组件生成的喷射扇图案的侧视图。

图7是示出了包括刮水器臂构件的挡风刮水器组件的侧视透视图，其中该挡风刮水器组件支撑与定向本发明的三个微流体振荡器清洗或喷射喷嘴的阵列。

图8是示出了根据本发明的结合图2-6的微流体振荡器清洗或喷射喷嘴的CHMSL壳体组件的前透视图。

图9示出了根据本发明的、提供增强的密封、插入件保持和抗冻/融应力能力(stress resistance)的微流体振荡器清洗或喷射喷嘴组件的第二实施方式。

具体实施方式

如图1A至图1D所示，在现有技术中已知的是，将用于车辆10的后窗清洗喷嘴定位在中央高位制动灯(“CHMSL”)装饰组件12中。如图1B和图1C所示的这种清洗喷嘴在14处结合到如图1B的分解图中所示的CHMSL组件或装饰件12中，并且通常包括剪切型或射流型喷嘴，比如现有技术图1D中所示的这种喷嘴。这种喷嘴可以结合在位于车辆14的后灯或后窗26上方的停止指示灯24中，并且包括接收喷射头组件70的壳体44，该喷射头组件包括用于将流体向下引导到窗表面上的喷射孔72。这种装置通常生成过高的流量和相对糟糕的流体分布。由于造型原因，喷嘴的形状通常为大体圆柱形，具有在4～8mm范围内的直径，并且延伸超出CHMSL表面小于5mm。尽管传统的流体喷嘴不能装配在这种包装封套中，但本发明的喷嘴组件可以装配，并且横跨后玻璃生成具有更好流体分布的喷射。现代汽车有时将紧凑的备用照相机(未示出)纳入到比如装饰组件10等装饰件中，并且备用照相机透镜可能变脏且需要清洁。由于清洁所需的照相机和任何相关的喷射喷嘴应尽可能在视觉上不显著，因此仍然提供有效的喷射。

现在转到本发明的喷嘴组件和紧凑喷射喷嘴构件的详细描述，图2A-9示出了用于选择和旨在使喷嘴提供所需的喷射的喷射喷嘴构造和方法的具体说明性实施方式。所有所示的实施方式都提供了一种非常紧凑的喷射头设计，该喷射头设计可靠地生成喷射扇或喷射图案，该喷射头设计通过生成选定角展度(例如15°至80°之间的侧向扩展)的喷射扇而将期望流体(例如，水或其它清洁流体)均匀地分布在表面上。本发明的喷射喷嘴组件和紧凑剪切喷射喷嘴构件非常适合于安装在汽车上的各种构造中，并且适用于集成到汽车外部装饰件中，比如中央高位制动灯(“CHMSL”)组件，比如图1A中在10处所示的用在车辆14上的汽车外部装饰件。以下描述的喷嘴组件和喷嘴构件很容易、且非常不明显地结合到车辆的外部面板中，或者结合在诸如侧镜组件的外部部件中，以提供外表面清洗，并且在优选应用中，在设有外部观察照相机的情形中提供非常紧凑的照相机清洗喷嘴。

图2A-5B示出了本发明的第一实施方式，其中，提供了用于汽车应用的清洗器喷嘴组件100，并且其包括“微”包装尺寸(例如，3mm(厚)×3mm(高)×7mm(宽))，如通过图2A中设置的尺寸所指示的。根据本发明，喷嘴组件100构造为在侧向轴线106上在15°与80°之间的侧向角104范围内、在22psi下以50-350ml/min的低流量提供均匀的出口喷射图案或出口喷射扇102。如图所示，喷射扇还可以在横向于轴线106的竖直轴线108上具有6°至25°的选定厚度，这意味着微型喷嘴100可以产生喷射扇102，该喷射扇在通过侧向宽度轴线104所示的侧向平面中宽度为15-80度，并且在通过横向于侧向平面的轴线108所示的竖直或高度平面中厚度为6至25度。

申请人已经通过对所示实施方式的原型进行测试发现，对于某些照相机清洗应用(流量低于150mL/min，并且在一些测试中甚至低至50mL/min)，本发明的喷嘴组件运行良好。由于这些喷嘴构造和方法也适合结合到除照相机清洗的汽车应用中，因此示出了CHMSL支座后清洗喷嘴和刮水器臂喷嘴支座(参见例如图7)，尽管这些应用似乎都可能要求按比例扩大流量和尺寸(至少是内部尺寸)。本发明的微尺寸清洗器喷嘴100具有非常小的包装尺寸、低成本和意想不到的良好喷射性能的显著优点。

现在更详细地参照所示的微包装尺寸清洗器喷嘴组件100，并且特别参照图2A、图2B和图3，该组件包括封装内部腔体112的喷嘴壳体110，该内部腔体成形为接收并保持流体流动引导插入板114。如图2B最佳所示，图2B是沿图2A的剖切线2B-2B截取的壳体110的截面，以示出插入板114，腔体112包括沿插入件114的相对边缘延伸并通向限定在插入件114的一个表面124中的第一和第二动力喷嘴120和122的内部流体通路116和118(参见图3)。喷嘴组件在位于壳体的内部腔体112的底部的开口管腔132中接收待喷射的加压流体，如箭头130所示。该流体由加压源(未示出)通过合适的管道供给，并且沿着插入件114的相对边缘通过一对流体通路或通道116和118流动到位于插入件边缘上、分别通向第一和第二动力喷嘴120和122的对应的相对侧向动力喷嘴入口140和142。如图4所示，该示例性实施方式的入口140和142的截面或管腔面积为0.4mm×0.3mm，并且优选朝向相互作用区域或室154逐渐变小至更小的截面或管腔面积。相对的动力喷嘴将使对应的第一流体流150和第二流体流152加速进入到相互作用区域154中，该相互作用区域形成在插入件114中并延伸通过该插入件，并且在图3所示的实施方式中具有0.9mm的高度。动力喷嘴将相应的流体流150和152朝向彼此引导，并且进入到相互作用区域154中，以迫使相对的流体射流碰撞并相互作用，并且以流体振荡器中的已知的方式产生用于生成振荡出口喷射的涡流。

喷嘴组件100包括喉部或喷射出口孔160，该喉部或喷射出口孔是通过喷嘴壳体110的前侧壁162围绕中心喷射轴线SA对称地限定的横向管腔。当插入件布置在壳体中时，喷射出口孔160和喷射轴线SA与插入件114的相互作用区域154的近似中心对准。如图4(其是沿图2A的线4-4截取的剖视图)以及在图4B(其是沿图2A的线4B-4B截取的剖视图)最佳所示，并且也如图5A和图5B的局部视图(其在平面图和立体图中示出了从相互作用室154内观察的喉部160)所示，本发明的流体振荡器的相互作用室通过盒状室154限定在插入件内，并且在插入时，限定在壳体侧壁162中的喉部160通过限定在壳体110的侧壁的外表面中的向外扩展的弯曲侧壁部段166、168来限定。喉部或出口孔进入口164的竖直对准矩形形状限定沿着喷射轴线SA排放流体喷射的起点或窗口，并且扩展的或喇叭状的壳体侧壁穿孔沿喷射轴线向远端延伸。在所示实施方式中，出口穿孔或喉部窗口164是具有0.7mm高度和0.35mm宽度的小的矩形管腔。在所示示例中，喷嘴组件的喉部160通过由弯曲的左侧壁部段166和右侧壁部段168界定的大致平坦且平行的上壁部段161和下壁部段163限定。为了使喷嘴组件100的制造更加有效，出口孔160由在这里其与喉部窗口164相接的相互作用室154和扩展的侧壁166和168形成。向外且向远端弯曲的侧壁166和168形成贯穿壳体110的前壁162的厚度的弯曲表面，该弯曲表面从壳体的内表面(该内表面与插入件114的前表面170接触)朝向前方或壳体110的远端外表面172向外且向远端弯曲，以形成开口的限定穿孔160的最宽部分。来自动力喷嘴的加压振荡流体150、152通过由弯曲壁形成的喉部160被迫使离开相互作用区域，并且围绕喷射轴线振荡向远端投射振荡喷射，以生成如图2A和图4A所示的扇状喷射图案102。

为了提供本发明的组件的微尺寸并使喷嘴组件的厚度最小化，喷嘴结构的组件或组件100通过向壳体110提供成形为紧密地接收大体矩形的插入件114的内部腔体112来实施。该腔体在其底部处包括向下开口管腔132，其中管腔向上延伸以作为狭窄内部狭槽178，该狭窄内部狭槽具有前内壁180和后内壁182，所述前内壁和后内壁间隔开足够远以接收插入件并且接触插入件114的对应的前壁170和后壁184。插入件通过管腔132的敞开底部安装在壳体中，并且被迫使向上进入到狭槽178中，以接合壳体的前侧壁和后侧壁并且在壳体内与顶壁内表面186抵接。如上所述，窄狭槽178在其相对侧处被扩大以提供流体通道116和118，从而允许流体流进入到插入件动力喷嘴中。

使用时，处于压力下的流体130流入到并流动通过第一动力喷嘴120和第二动力喷嘴122，以产生相对的流150和152，其目的在于在壳体的相互作用区域154内碰撞，从而在相互作用区域生成振荡流涡流(如图3和4所示)。然后，那些涡流通过由壁150和152限定的喉部区域并通过孔164被迫使离开相互作用区域，以作为扁平扇形喷射102排放。如图6所示，使用喷嘴组件100的原型进行的测试显示，本发明的喷嘴在流量低于150mL/min、低至50mL/min、且在被恰当构造时高达350ml/min(在22psi下)的条件下运行良好。所示的喷射扇图案190在35psi下具有50度的角度和190ml/min的流量。由于该喷嘴构造和方法旨在用于结合到各种汽车应用中，并且不单独用作照相机清洗，因此以下将描述CHMSL支座后清洗喷嘴和刮水器臂喷嘴支座。应指出的是，在这种应用中，看起来将需要扩大流量和尺寸(至少是内部尺寸)。

申请人最优化的喷嘴设计提供了一种紧凑的包装，其允许喷嘴定位成更靠近照相机的物镜表面周边，并且甚至可以更容易地集成到照相机本体或围绕车辆装饰件。由于它们也许不能横跨照相机透镜均匀地分配可利用的流体流，因此定位成更靠近照相机透镜会产生关于典型喷嘴设计的性能问题。此外，现有技术喷嘴的缺陷；即，阻止有效清洁的较差喷射速度剖面和窄喷射角度通过本文描述的喷嘴组件100被克服了。申请人的喷嘴100更加紧凑，但是考虑其尺寸会产生令人惊讶的宽的高速喷射。其较小的尺寸将满足工业设计师的审美需求，并且即使对于具有大视角的照相机也不会损害或突出到图像传感器的观察区域，同时对于高粘度液体产生了良好限定的喷射，如在寒冷的环境下所需的良好喷射性能，更具体地说，喷嘴100的喷射图案是在22psi、50-350ml/min的低流量的条件下具有15°-80°喷射角度的均匀喷射扇，并且其中，喷射扇可以具有6°至25°的选定厚度，因此微型喷嘴100可以产生沿侧向宽度轴线15-80度宽且沿横向竖直高度轴线6-25度厚的喷射扇。通过低流体供给压力(例如，15psi和更低压力)和冷粘性流体(具有高达25cP的粘度)来提供令人满意的喷射和清洁性能。其较小的尺寸将不仅满足工业设计师的需求，而且也不会削弱大视角照相机的观测区域。这些照相机可以包括但不限于在停车辅助或其它驾驶员辅助中使用的照相机，或自驾特征，比如不限于车道偏离警告、标识识别和自动刹车。这些照相机可以位于车辆托架、车辆尾板或提升式门、车辆后备箱盖、侧视镜中，或在车顶安装。

如以上指出的，本发明的小包装尺寸提供的喷嘴构造具有用于所有汽车的喷射应用的优点，并且这将在与照相机清洗无关的喷射应用中找到有利的应用。例如，如图7所示，由本发明提供的喷射出口方向上的最小包装尺寸对于将多个喷嘴200、202和204安装在刮水器臂210上是所需的，该刮水器臂可以承载常规刮水器叶片212。本发明的微型喷嘴允许喷嘴在尺寸上类似于或小于刮水器臂的宽度，因此喷嘴可以以最小的可见性定位在刮水器臂上。由于风挡清洗器流量通常高于照相机清洗流量，因此该设计可以容易地按比例放大，或者多个喷嘴可以沿每个刮水器臂的长度定位与对齐，以生成多个对准的同时协作喷射，其构造并旨在将流体分配到一个大的风挡或其它目标区域上。

如图8所示，该设计的小尺寸所需的另一区域是位于CHMSL组件220中的后窗清洗喷嘴。该CHMSL组件可以包括位于车辆的后窗上方的停止指示灯222，并且在传统上包装有剪切式喷嘴或射流式喷嘴，从而导致过高的流量和相对较差的流体分布。由于造型原因，喷嘴通常在形状上为圆柱形，直径在4～8mm范围内，并且喷嘴延伸超出CHMSL的表面小于5mm。虽然传统的流体喷嘴不能装配在包装封套中，但是结合本设计的喷嘴224可以装配，并且可以横跨后玻璃提供更好的流体分布，如通过喷射图案226所指示的。

替代实施方式也已经示出了前景，并且允许将本发明的微流体喷嘴集成在不同的构造中。图9示出了这种替代实施方式，其中用于汽车应用的清洗器喷嘴组件250包括壳体252，该壳体构造为接收微尺寸插入件254，该微尺寸插入件具有受限制的尺寸，使得由箭头256指示的插入件高度小于由箭头258指示的插入件宽度的一半；例如插入件可以是3mm(高)×7mm(宽)。该插入件在壳体中与喷射孔协作，使得组件250以与前述喷嘴组件100类似的方式操作。相应地，它生成喷射图案，该喷射图案是具有低流量(在15-22psi下为50-350ml/min)以及选定的6°至25°的厚度的均匀喷射扇(15°-80°)，这意味着：喷嘴250可以产生沿侧向宽度轴线为15-80度宽且沿横向竖直高度轴线为6至25度厚的喷射扇，并且良好地适于即使相对于冷粘性流体(具有高达25cP的粘度)也生成令人满意的喷射。

所示的喷嘴组件包括用于将壳体252中的内部腔体262连接至在压力下的合适流体源(未示出)的管道260。腔体具有用于接收和固定插入件的底部开口266和上部狭槽268，其中插入件的壁相对于壳体110以上述描述的方式与狭槽的内壁接合。位于插入件254的相对侧上的第一流体通路270和第二流体通路272将处于压力下的流体从腔体262通过对应的相对的动力喷嘴280和282进行引导，使流体加速进入到相互作用区域284中，以在区域284中产生相对加压的流体流，引起流体振荡涡流，并且沿(上述)喷射轴线使流体通过横向出口喉部290向外喷射至出口孔292以作为喷射扇。如以上描述的实施方式，该喉部和出口孔的截面形状通过与喷射轴线轴向对准的壳体侧壁穿孔和插入件的相互作用区域限定。

插入件254可以固定至插入件承载件294的上部部分或者可以形成该插入件承载件的上部部分，该插入件承载件延伸壳体252的竖直长度，并且通过引导件296和298定位在腔体262中。承载件的底部端300被扩大并且成形为接合并填充腔体262的底部端266。在用于喷嘴组件250的组装方法中，插入件252经由底部开口266通过承载件294定位在壳体中，并且被按压到上部狭槽268中，以关于组件100讨论的方式与出口喉部290对准并与狭槽的顶壁抵接，该插入件大致垂直于喷射排放的方向(图9中未示出)。承载件294可以可选地包括用于移除污染流体的微粒的流体过滤器销302的阵列(或者如果具有适当尺寸、间隔开的和定位的销的第二阵列被引入(未示出)以减少流体流中的旋涡)，并且当如图9所示组装完成时，承载件294的底部端密封通过其被安装的开口266。

在图9所示的实施方式中，喉部窗口的尺寸优选为0.7mm×0.35mm。为了使制造和加工喷嘴组件250更有效，出口孔或喉部窗口284由插入件的喉部/室穿孔和壳体侧壁的喉部穿孔(未示出)形成，但是喉部穿孔可以单独形成在壳体252的侧壁中。插入件组件250和用于组装这种喷嘴的方法的显著优点是其增强的插入件/壳体密封、插入件保持和抗冻/融应力能力。

已经描述了新的和改进的方法的优选实施方式，相信根据本文提出的教导，本领域技术人员将会建议其它修改、变化和改变。因此，应该理解的是，所有这些变化、变型和改变都被认为是在本发明的权利要求书中阐述的范围内。

Claims (11)

1.一种组装微尺寸流体振荡器清洗或喷射喷嘴组件的方法，包括：

(a)在壳体(110、252)内限定内部腔体(112、262)，所述内部腔体具有与开口底部流体联通的向上延伸的狭槽(178、268)，所述开口底部构造为接收并保持插入件(114、254)，所述插入件具有限定第一和第二动力喷嘴(120、122、280、282)的内部流体通路并具有相互作用区域(154、284)；

(b)在所述插入件中设置第一和第二动力喷嘴，所述第一和第二动力喷嘴构造成通过位于所述插入件中的用于所述第一和第二动力喷嘴(120、122、280、282)的相对的侧向入口接收来自于所述壳体的内部腔体的加压流体，以在所述插入件内限定的相互作用区域中产生通过所述第一和第二动力喷嘴朝向彼此瞄准的加速的第一和第二流体流(150、152)；

(c)在所述壳体内通过所述壳体中的侧壁限定沿喷射轴线对准的横向管腔，以形成喉部(160、290)，其中，当所述插入件插入所述壳体的内部腔体中时，所述喉部的横截面形状由所述壳体的侧壁和轴向对准的插入件限定；以及

(d)通过所述内部腔体的开口底部(132、266)将所述插入件插入到所述壳体中，并且迫使所述插入件向上进入到所述向上延伸的狭槽中，以在所述向上延伸的狭槽内与侧壁表面和顶壁表面抵接。

2.一种微尺寸流体喷嘴组件，包括：

壳体(110、252)，其具有用于接收处于压力下的流体的内部腔体(112、262)，所述内部腔体具有开口底部(132、266)和向上延伸的狭槽(178、268)，

所述壳体包括具有围绕并限定所述狭槽的前壁(180)、后壁(182)和顶壁(186)的上部部分，并且具有向前延伸的喉部(160、290)，其是沿着喷射轴线对齐的横向管腔，穿过所述前壁并截止于喷射孔(164、292)；

插入件(114)，其可安置在所述狭槽内，并且与所述前壁、后壁和顶壁的内表面接触并通过所述前壁、后壁和顶壁的内表面被固定，在所述插入件固定在所述狭槽中时，所述插入件包括在所述壳体内与所述喷射轴线和所述喉部对准的相互作用区域(154、284)；

在所述插入件中的第一动力喷嘴(120、280)和第二动力喷嘴(122、282)，其在入口端部处与所述内部腔体流体联通，并且在出口端部处与所述相互作用区域流体联通，以加速和引导来自于所述内部腔体的流体彼此相对地进入到所述相互作用区域中，以在所述相互作用区域中产生流体振荡涡流并通过所述向前延伸的喉部和所述喷射孔射出所述流体以生成图案化喷射。

3.根据权利要求2所述的喷嘴组件，其中，所述插入件通过所述内部腔体的开口底部定位在所述狭槽中，使得所述相互作用区域(154、284)包括容积，该容积被部分地限定在所述插入件内并且被部分地限定在所述喉部(160、290)内，所述喉部通过所述壳体中的侧壁(162)限定。

4.根据权利要求3所述的喷嘴组件，还包括插入件承载件(294)，其用于将所述插入件定位在所述狭槽中，并且用于密封所述内部腔体的开口底部。

5.根据权利要求3所述的喷嘴组件，其中，所述内部腔体的开口底部能连接至加压流体源。

6.根据权利要求2所述的喷嘴组件，其中，所述喉部由在所述壳体的前壁中形成的向内和向前弯曲的壁(166、168)形成。

7.根据权利要求6所述的喷嘴组件，其中，所述插入件的相互作用区域与所述向内和向前弯曲的壁配合以形成所述喉部。

8.根据权利要求2所述的喷嘴组件，其中，所述壳体的所述上部部分具有7mm宽、3mm深和9mm高的外部尺寸，并且其中所述插入件为0.85mm厚。

9.根据权利要求2所述的喷嘴组件，其中，当从流体源在15-22psi下以50-350ml/min的流量供给时，所述图案化喷射是具有15°至80°的喷射角度的均匀喷射扇，并且其中，所述均匀喷射扇能够具有6°至25°的选定厚度。

10.根据权利要求9所述的喷嘴组件，其中，在供给以具有高达25cP的粘度的冷流体时生成所述图案化喷射。

11.根据权利要求2所述的喷嘴组件，其中，所述内部腔体包括内部流体通路，并且沿着所述插入件的相对边缘延伸并通向所述第一动力喷嘴和第二动力喷嘴。

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