CN110709169B - 具有反向蘑菇插入件几何结构的用于喷淋和清洁应用的紧凑型低流量射流喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及各种具有反向蘑菇状蘑菇插入件几何结构的低流量射流喷嘴插入件，其可用于广泛的喷淋和清洁应用。在一个实施例中，本发明涉及射流喷嘴插入件，其能够在几何结构和尺寸限制的情况下以低流量工作。在又一实施例中，本发明涉及紧凑型射流喷嘴插入件，其提供了一种在射流喷嘴组件中获得期望的性能水平的方式，用于低流量的小规模应用。

Description

具有反向蘑菇插入件几何结构的用于喷淋和清洁应用的紧凑 型低流量射流喷嘴
相关申请数据
本PCT申请要求2017年6月5日提交的美国临时专利申请No.62/515,358的优先权，该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及各种具有反向蘑菇状蘑菇插入件几何结构的低流量射流喷嘴插入件，其可用于广泛的喷淋和清洁应用。在一个实施例中，本发明涉及能够在几何结构和尺寸限制的情况下以低流量工作的射流喷嘴插入件。在又一实施例中，本发明涉及紧凑型射流喷嘴插入件，其提供了一种通过其在低流量的小规模应用情况下在射流喷嘴组件中获得期望的性能水平的方式。
背景技术
美国高速公路安全管理局(“NHTSA”)强制要求，从2018年起，所有新车辆都必须包括后视或“倒车”相机系统，以最大限度地降低“倒车事故”的可能性。倒车事故是一种特殊定义类型的事故，其中车辆的非乘员(即，行人或骑行者)被反向运动的车辆撞到。汽车原始设备制造商(“OEM”)因此在所有新车上增加了外部后视相机。另外，OEM希望更多的相机能够看到车辆周围(后面、侧面或前面)的任何其它盲区，并且所有这些相机都必然包括外部透镜表面，这些表面最终会被道路污垢、泥浆等弄脏。出于美观和造型原因，车辆OEM希望拥有不会损害汽车设计师对车辆的视觉的功能性相机和相应的透镜清洁装置，因此完全不可见的相机和相机透镜清洁系统将是理想的。在以一种视觉上不显眼的方式装配在车辆的外部装饰内且因此不会妨碍车辆设计的组件中提供具有其附带的透镜清洁系统的相机系统是成问题的。
外部视角(例如，前保险杠、侧视、后视或倒车)相机已经被添加到休闲车辆和汽车中，以增强驾驶员的视觉并提高安全性。越来越多地，各种不同的小汽车和SUV包括许多集成摄像机，这些集成摄像机生成图像以显示给驾驶员、操作者或者车辆内部的其它乘员或用户。车辆制造商最近在小汽车和SUV中引入了前保险杠相机、侧视和后视相机，这允许驾驶员利用安装在后视镜上或导航系统屏幕中的显示屏来查看障碍物是否围绕其车辆。
外部图像传感器，比如作为倒车或后视相机已知的那些外部图像传感器，通常不显眼地安装，并且结合到比如车辆后铭牌的现有特征中。这些外部相机暴露在车辆的恶劣周围环境中，并且经常被积聚在透镜上的泥浆、盐雾或灰尘弄脏。积聚的灰尘和碎屑经常会扭曲驾驶员正在观看的图像，从而由于依赖于不清晰的画面导致判断力差而造成混乱、不满意或安全问题。
采用固态传感器技术(例如，CMOS像素传感器技术)的低成本可靠成像装置的出现，与能够满足汽车规格的视频显示器的改进的成本/性能比结合，以及用于汽车导航系统的视频监控显示器的越来越多的应用频率等等，已经导致越来越多地使用如下相机或成像传感器，其被设计成使驾驶员能够看到车辆周围不在驾驶员的正常直视视野中的那些区域，通常称为“盲区”。这些区域包括靠近车辆前部的通常被车辆的前方结构遮挡的区域、沿着车辆乘客侧的区域、在驾驶员后方沿着车辆驾驶员侧的区域、以及无法通过后视镜系统直接或间接看到的车辆紧后方的范围或区域。相机或成像传感器可以捕捉后方(或侧向或其它盲区范围)视野的图像，并且图像可以显示给车辆的驾驶员，以帮助驾驶员倒车或反向或以其它方式驾驶或操纵车辆。
在车辆成像系统中使用电子相机可以显著增加驾驶员在低速操纵之前和期间对车辆紧周围空间的了解，从而有助于安全地完成这种操纵。因此，在车辆上提供相机或成像传感器以便为驾驶员提供外部场景的图像是已知的。这种相机可以定位在保护壳体内，该保护壳体可以绕相机或传感器封闭，并经由紧固件或螺钉等固定在一起。例如，可以提供金属保护壳体，比如铝或锌等的压铸壳体。具体地，对于安装在车辆外部的相机传感器，保护其免受环境影响(比如雨、雪、道路飞溅物和/或诸如此类)以及物理保护(比如免受道路碎屑、灰尘、粉尘和/或诸如此类)很重要。因此，例如，在已知的外部相机传感器安装件中，在壳体的各部件之间设置丁基密封件(比如热分配的丁基密封件)或O形环或其它密封构件或材料等，以帮助密封壳体，从而防止水或其它污染物进入壳体并损坏位于其中的相机或传感器。然而，这种壳体通常不提供基本上不透水的密封，因此水滴可能进入壳体。此外，由于其放置(比如在车辆外部)，相机传感器的任何过度振动可能导致显示给车辆驾驶员的图像的不期望的不稳定。此外，这种相机或传感器在车辆上的制造和实施成本很高。
这类车辆视觉系统通常将相机或成像传感器定位在车辆的外部部分，以捕捉外部场景的图像。因此，相机(特别是用于后视系统的相机)通常放置或安装在易于在相机和/或相机透镜上堆积大量灰尘的位置，而没有清洁相机和/或透镜的简单方法。为了减少在这种相机的透镜上堆积的灰尘或湿气，现有技术开发者建议在透镜上使用亲水或疏水涂层。然而，由于缺少透过透镜的气流，尤其是在密封的壳体内，这种亲水或疏水涂层在透镜上的使用通常没有效果。还建议在密封壳体内使用加热装置或元件来减少透镜上的湿气。然而，在这种应用场合使用加热的透镜，尽管减少了透镜上的冷凝和雾化，但可能由于湿气或水中可能存在的污染物而促进在透镜上形成薄膜。此外，这种相机在车辆后部的外观对车辆造型通常成问题。
基于消费者偏好和至少从图像提取重要信息(例如，儿童位置)的感知能力的提高，期望向驾驶员呈现代表正常人视觉所感知的外部场景的图像。还期望车辆的成像装置或系统在所有条件下都是有用的，特别是在所有的天气和照明条件下有用。然而，通常难以提供能够在恶劣天气中尤其是在驾驶时提供清晰图像的成像传感器。这是因为当相机的物镜被积聚的碎屑(例如，积聚的灰尘、粉尘、泥浆、道路用盐或其它堆积的碎屑)部分地阻碍时传统的成像系统通常难以解析场景信息。
为了在所有天气条件下有效地使用基于相机的可视系统，期望有一种保持相机透镜(或保护物镜的壳体表面)清洁的有效方法，但是在各种现有技术装置中湿气的潜在有害影响仍然存在。在恶劣天气期间驾驶或操作车辆时，驾驶员尤其不愿意下车去寻找和检查相机的透镜。
相机或其它传感器(比如红外图像传感器)越来越多地被结合到现代车辆上，以向驾驶员提供附加信息。这些感测装置中的许多可能会被驾驶环境中常见的灰尘和碎屑弄脏和阻碍，最终导致感测装置的功效劣化或者可能使其无法使用，或者提供不良的外观。因此，希望定期清洗这些感测装置，以减少或消除阻碍性碎屑的堆积。然而，对于某些传感器清洗应用，存在一些独特的约束，这些约束限制了传统清洗喷嘴的使用。倒车相机或其它传感器可能需要放置在车辆中心线上或附近，紧靠着车辆上的品牌标志或其它的重要外观特征，并且不希望在这一美学上重要的区域添加可见的清洗喷嘴。另一约束是传感器可能具有非常宽的视野，高达或超过180°，因此传统的透镜清洗喷嘴构造必须以将该清洗喷嘴放置在传感器视野内的方式投射在透镜上，以便能够以提供可接受清洁的角度将流体引导到透镜上。
位于传感器视野内可能会阻挡传感器原本能够监控的大部分区域。影响传感器清洗应用的第三约束是，传感器可能经常位于车辆的污染程度高于典型清洗喷嘴安装位置的区域，比如位于前格栅或后举升门上。这些位置的清洗喷嘴可能被遮挡传感器的相同材料堵塞的风险更高。因此，需要一种有效但视觉上不显眼的系统和方法，用于清洁外部物镜或广角传感器的外部表面，并且优选地通过遥控实现。
此外，许多现代应用要求射流喷嘴能够在几何结构和尺寸限制的情况下以低流量工作。例如，汽车传感和相机清洗应用必须在以所需规格工作时考虑到各种因素，这些因素约束了射流喷嘴的几何结构。大多数射流喷嘴并未设计成在较小规模的操作中工作。在较小规模的设计中，射流喷嘴性能会下降到无法工作的程度，包括喷淋轮廓不稳定、喷淋扇形塌陷和高粘度条件下的不良性能。紧凑型射流喷嘴提供了一种在小规模应用中以低流量获得所需性能规格的方式。
本申请涉及2011年3月10日提交的共同拥有的美国临时专利申请No.61/451,492和2014年4月11日提交的美国临时专利申请No.61/978,775；2012年3月10日提交的PCT申请No.PCT/US12/28828；2013年11月21日提交的美国专利申请No.14/086,746；以及美国专利No.6,253,782，这些申请的全部公开内容并入本文作为背景和实施方式的参考。
因此，本发明的目的是通过提供一种有效且视觉上不显眼的系统和方法来克服上述困难，该系统和方法用于清洁外部物镜或广角传感器的外部表面，以去除积聚的碎屑(例如，积聚的灰尘、粉尘、泥浆、道路用盐或其它的堆积碎屑)，包括但不限于希望射流喷嘴在几何结构和尺寸限制的情况下以低流量工作的情况。
发明内容
本发明涉及各种具有反向蘑菇状蘑菇插入件几何结构的低流量射流喷嘴插入件，其可用于广泛的喷淋和清洁应用。在一个实施例中，本发明涉及射流喷嘴插入件，其能够在几何机构和尺寸限制的情况下以低流量工作。在又一实施例中，本发明涉及紧凑型射流喷嘴插入件，其提供了一种在射流喷嘴组件中获得期望的性能水平的方式，用于低流量的小规模应用。
在一个实施例中，本发明涉及一种射流喷嘴组件，其中具有至少一个紧凑型射流喷嘴插入件(例如，宽度为约5.5mm或更小且长度为5mm或更小的紧凑射流喷嘴插入件)。发现包含一个或更多个紧凑型射流喷嘴插入件的喷嘴组件由于可见性/美观原因对于空间非常有限的应用是独特有效的。通常，射流喷嘴插入件受最小尺寸要求的限制，以便成功地生成射流振荡，进而产生喷淋。本发明的紧凑型射流喷嘴插入件具有新的特征，其使得能够在较小的尺寸(相比于先前已知或可获得的尺寸)中进行射流操作，从而以低流量产生喷淋扇形。典型的流量在25psi时小于300mL/min。它的特征还在于高速度、大液滴、均匀分布和改进的高粘度操作。
在一种特定情况中，本发明的紧凑型射流喷嘴组件包括紧凑壳体和射流喷嘴插入件或芯片，该紧凑壳体构造成接收、对准流体源并提供与流体源的流体连通，该射流喷嘴插入件或芯片在组装时结合了减轻在较小规模射流喷嘴中出现的性能问题的特征。这些特征包括降低喷淋不稳定性和改善高粘度性能。
申请人在紧凑型射流喷嘴组件中看到的最大缺点或性能问题之一是存在显著的不稳定性、扇形塌陷、偏航、侧倾以及高粘度性能的显著降低。这个问题的主要原因是小射流几何结构和低流量，这两者都产生低雷诺数(Re)。在低Re时，射流振荡更难以启动、维持，并且还不稳定。典型的(例如，申请人自己以前的)射流设计具有较大的能够实现射流振荡和喷淋的相互作用区域。解决这些问题需要开发和测试具有新特征的新射流构造，以克服尺寸和“低Re”限制。本发明的紧凑型射流喷嘴组件及其相应的射流喷嘴插入件产生高速液滴，这些高速液滴在比如汽车传感和相机清洗应用之类的应用中至关重要。
本发明的紧凑型射流喷嘴组件和位于其中的一个或更多个射流喷嘴插入件被设计成具有改善喷淋分布和高粘度条件下的性能的某些特征。射流喷嘴插入件的相互作用区域(“IR”)对于最小化由于紧凑型射流喷嘴的较小尺寸而在喷淋轮廓中看到的不希望有的偏航和侧倾的量很重要。在申请人的先前工作中，相互作用区域是圆顶形的(参见图1，该图示出了还在申请人共同拥有的美国专利No.6,253,782中描述和示出的特征)，而本发明通常设计成与平顶相互作用区域一起工作。平顶相互作用区域为涡流的形成提供了较大的拐角区域，并且因此振荡射流产生了更理想的喷淋扇形。动力喷嘴角度或射流角度决定了两股射流相交的位置，JA(参见图3)。
申请人通过原型的开发和测试已经发现，最佳性能的构造或射流几何结构具有在100°至150°范围内的射流相交角度(JA)，以获得期望的喷淋扇形并最小化发生的偏航量。此外，在申请人的现有射流几何结构包括水平直线(例如，直的横向)的喉部壁的情况下，本发明的最新开发工作包括如下发现：凹形或曲线形的壁区段提供了更好的性能。
在一个实施例中，本发明涉及射流喷嘴插入件，其包括：射流喷嘴插入件结构，其具有小于或等于约7.5mm的宽度(W)以及小于或等于约8mm的长度(L)；以及射流振荡器几何结构，其具有在约0.5mm至约2mm范围内的紧凑的弯曲的底壁半径(WC)，其中边缘块被定义为具有边缘块长度(TL)，该边缘块长度(TL)相对于喉部宽度(TW)而言可以在喉部宽度(TW)的0至约0.8倍的范围内，其中相互作用区域的宽度(IW)是动力喷嘴宽度(PW)的约5至约10倍，其中相互作用区域的高度(IH)是动力喷嘴宽度(PW)的约4至约8倍，并且其中喉部偏移(TO)在相互作用区域的高度(IH)的约0.05至约0.3倍的范围内。
在另一实施例中，本发明涉及射流喷嘴组件，其包括：射流喷嘴组件，包括：喷嘴立柱，其中所述喷嘴立柱被设计成是可安装的；凸起的射流喷嘴插入件接收器，其中喷嘴插入件接收器被设计成在形成于其中的至少一个腔体中接收至少一个射流喷嘴插入件；以及喷嘴本体，其中所述喷嘴本体位于喷嘴立柱与凸起的射流喷嘴插入件接收器之间并连接二者。其中所述射流喷嘴插入件包括：射流喷嘴插入件结构，其具有小于或等于约7.5mm的宽度(W)以及小于或等于约8mm的长度(L)；以及射流振荡器几何结构，其具有约0.5mm至约2mm范围内的紧凑的弯曲的底壁半径(WC)，其中边缘块被定义为具有边缘块长度(TL)，该边缘块长度(TL)相对于喉部宽度(TW)而言可以在喉部宽度(TW)的0至约0.8倍的范围内，其中相互作用区域的宽度(IW)是动力喷嘴宽度(PW)的约5至约10倍，其中相互作用区域的高度(IH)是动力喷嘴宽度(PW)的约4至约8倍，并且其中喉部偏移(TO)在相互作用区域的高度(IH)的约0.05至约0.3倍的范围内。
附图说明
图1是现有技术射流喷嘴插入件的剖视图；
图2是根据本发明一个实施例的射流喷嘴插入件设计的剖视图；
图3是根据本发明另一实施例的射流喷嘴插入件设计的剖视图；
图4是根据本发明的射流喷嘴插入件的剖视透视图；
图5是根据本发明的射流喷嘴插入件的侧剖视图；以及
图6是包括至少一个根据图2至图5的实施例的射流喷嘴插入件的射流喷嘴组件的一个实施例的透视图；以及
图7是包括一个根据图2至图5的实施例的射流喷嘴插入件的射流喷嘴组件的一个实施例的透视图。
具体实施方式
本发明涉及各种具有反向蘑菇状蘑菇插入件几何结构的低流量射流喷嘴插入件，其可用于广泛的喷淋和清洁应用。在一个实施例中，本发明涉及射流喷嘴插入件，其能够在几何机构和尺寸限制的情况下以低流量工作。在又一实施例中，本发明涉及紧凑型射流喷嘴插入件，其提供了一种在射流喷嘴组件中获得期望的性能水平的方式，用于低流量的小规模应用。
如本文所使用的，近似语言可以用于修饰可能变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的改变。因此，在某些情况下，由一个或更多个术语(比如“约”和“大致”)修饰的值可以不限于所指定的精确值。
现在参考图2至图5，示出了一种紧凑型射流喷嘴插入件100，在一种情况中，其具有小于7.5mm、7mm、6.5mm、6mm、5.5mm或者甚至5mm的宽度。在一个实施例中，本发明的射流喷嘴插入件具有约5.15mm的宽度。在所有情况下，发现本发明的射流喷嘴插入件由于可见性/美观原因对于空间非常有限的应用是独特有效的。如以上所指出的，射流喷嘴插入件及其相应的射流喷嘴组件(参见图6和图7，其中在一个实施例中，射流喷嘴组件的宽度为8mm且长度为8mm)通常受最小尺寸要求的限制，以便成功地生成射流振荡，进而产生喷淋。本发明的紧凑型喷嘴具有新的结构取向，该结构取向使得能够在较小尺寸的喷嘴(相比于先前已知或可获得的喷嘴)中进行射流操作，从而以低流量产生喷淋扇形。典型的流量在25psi时小于约300mL/min，并且喷淋扇形具有约20°至约60°的角度。本发明的射流喷嘴的特征还在于高速度、大液滴、均匀分布和改进的高粘度操作。该结果归因于以下关于射流喷嘴插入件200描述的独特特征和设计元素。
本发明的紧凑型射流喷嘴组件(参见图6和图7)包括紧凑壳体和射流喷嘴插入件或芯片，该紧凑壳体构造成接收、对准流体源并提供与流体源的流体连通，该射流喷嘴插入件或芯片在组装时结合了减轻在较小规模射流喷嘴中出现的性能问题的特征。这些特征包括降低喷淋不稳定性和改善高粘度性能。
申请人在紧凑型射流喷嘴组件中看到的最大缺点或性能问题之一是存在显著的不稳定性、扇形塌陷、偏航、侧倾以及高粘度性能的显著降低。这个问题的主要原因是小射流几何结构和低流量，这两者都产生低雷诺数(Re)。在低Re时，射流振荡更难以启动、维持，并且还不稳定。典型的(例如，申请人自己以前的)射流设计具有较大的能够实现射流振荡和喷淋的相互作用区域。解决这些问题需要开发和测试具有新特征的新射流构造，以克服尺寸和“低Re”限制。本发明的紧凑型射流喷嘴组件及其相应的射流喷嘴插入件200产生高速液滴，这些高速液滴在比如汽车传感和相机清洗应用之类的应用中至关重要。
本发明的紧凑型射流喷嘴插入件被设计成具有改善喷淋分布和高粘度条件下的性能的某些特征。射流喷嘴插入件的相互作用区域(“IR”，参见图2)对于最小化由于紧凑型射流喷嘴组件的较小尺寸而在喷淋轮廓中看到的不希望的偏航和侧倾的量很重要。在申请人的先前工作中，相互作用区域是圆顶形的(参见图1，该图示出了还在申请人共同拥有的美国专利No.6,253,782中描述和示出的特征)，而本发明通常设计成与平顶相互作用区域一起工作(参见例如图2至图4)。
本发明的射流振荡器被限定在射流喷嘴插入件或芯片构件200内或者包括射流喷嘴插入件或芯片构件200，其具有：振荡诱导室、至少一个一定压力的流体源、连接至至少一个一定压力的流体源的用于将至少一对流体射流喷射到振荡室中的至少一对动力喷嘴(PN1、PN2)、以及用于将脉动或振荡的流体射流射出到使用点或环境中的来自振荡室的至少一个出口孔。公共流体歧管连接至动力喷嘴PN1、PN2。动力喷嘴歧管的形状形成了限定“平顶”相互作用或振荡室的壁之一。在一些射流回路中，长度可以匹配以适应现有的壳体。动力喷嘴可以具有偏移，该偏移根据期望的方向在液体喷淋扇形角度中产生向左或向右的偏航角。在一些实施例中，出射喉部向左或向右偏离轴线(偏离与中心喷淋轴线同轴的对称中心轴线)一小部分，以在喷淋中移动向左或向右的偏航角。出口喉部可以沿着纵向轴线偏移一小量，以根据需要产生向左或向右的预定程度的偏航角。因此，可以利用适合大多数应用的上述技术的组合来构建偏航回路。
平顶相互作用区域为涡流的形成提供了较大的拐角区域，并且因此从出口孔射出的振荡射流产生了更理想的喷淋扇形。动力喷嘴角度或射流角度决定了两股射流相交的位置，JA(参见图3)。申请人已经发现，重要的是使射流相交角度JA在约100°到约150°的范围内，以获得期望的喷淋扇形并最小化发生的偏航量。在现有射流几何结构包括水平喉部壁的情况下，本发明的最近开发工作包括如下发现：重新设计的(现在是凹形的或曲线形的)壁区段(以WC表示)表现最好(参见例如图2至图4)。弯曲壁(WC)区段的半径可以在约0.5mm到约2mm的范围内。弯曲壁由TO定义，喉部偏移是结合到本发明中的新特征。喉部偏移在利用根据本发明的一个或更多个射流喷嘴插入件或芯片构件改善紧凑型射流喷嘴在温暖和寒冷条件(决定了流体的粘度)下的操作中起着重要作用。没有弯曲壁，喷淋分布就变得不稳定，并且有明显的侧倾。在高粘度条件下，不稳定、偏航和侧倾问题被放大。细长喉部，大的边缘块，以TL表示，对于稳定喷淋轮廓和减少发生的侧倾量很重要，特别是在高粘度条件下。边缘块的理想范围被发现是喉部宽度的0％到约80％。边缘块还以角度γ定义，可以在约10°到约30°的范围内(参见例如图3)。细长喉部为流动流体提供更多的时间来振荡并产生具有最小的偏航和侧倾的期望喷淋分布，从而在低流量和高粘度条件下改善性能。
本领域技术人员将认识到，这种新颖的射流几何结构通过各特征(包括紧凑型构造)的意外组合提供了增强的性能，其中“紧凑”意味着具有小于或等于约5.00mm的宽度W(但是在一些实施例中宽度可以更大，如下所述)和小于或等于约5.50mm的长度L(但是在一些实施例中长度可以更大，如下所述)。实验发现，紧凑的弯曲的底壁半径(WC)的理想范围为约0.5mm或更大。边缘块长度(TL)相对于喉部宽度(TW)的范围可以是喉部宽度的0.0至约0.8倍。相互作用区域的宽度(IW)理想地是动力喷嘴宽度(PW)的约5到约10倍。耳部宽度优选地最小为动力喷嘴宽度的三倍且最大为相互作用区域(IW)。相互作用区域的高度(相互作用高度—IH)理想地是动力喷嘴宽度(PW)的约4至约8倍，并且喉部偏移TO优选地在IH的约0.05至约0.3倍的范围内。
单独转向图1，图1示出了一个现有技术射流喷嘴插入件10的剖视图。射流喷嘴插入件10包括具有多个动力喷嘴14和16(分别另外标记为PN1'和PN2')的相互作用室12(IC)。采用这种射流喷嘴插入件10的射流喷嘴组件室中的流动产生了固有不稳定的四涡流系统(参见美国专利No.6,253,782)。这导致在出射或出口孔处产生扫掠射流，如美国专利No.6,253,782中所示。此外，图1的实施例利用与内部通道一起使用的单个进给歧管18(SFM)。
图1所示的实施例具有多个输入动力喷嘴14和16(PN1'和PN2')，它们在方向上反向，以便通常在远离出口20(EX7')前行的同时仍然在相互作用室12中碰撞，从而在输出射流中产生振荡。在图1中，两个动力喷嘴14和16(PN1'和PN2')发出射流22和24(分别另外标记为J1'和J2')，射流22和24朝向室的圆顶形状以及偏转器26和28(分别另外标记为D1'和D2')设定位置并取向或设定角度，偏转器26和28被添加以在产生振荡流所需的条件下将流动引向出射口/出口20(EX7')。
转向图2至图5，采用以下命名法：IW＝(4.0至8.0)·PW(total)(相互作用宽度)；IH＝(5.0至10.0)·PW(total)(相互作用高度)；γ表示边缘块角度；JA表示射流角度；TL＝(0.0至0.8)·TW(边缘块长度)；TO＝(0.05至0.3)·IH(喉部偏移)；L表示回路的长度；W表示回路的宽度；PW表示动力喷嘴宽度；TW表示喉部宽度；IR表示相互作用区域(也称为相互作用室)；并且WC表示弯曲壁。在各个实施例中，本发明的射流喷嘴插入件用于形成一种紧凑型射流喷嘴组件，其具有小于或等于约10.5mm、约10mm、约9.5mm、约9mm、约8.5mm或者甚至约8mm的宽度(W)以及小于或等于约10.5mm、约10mm、约9.5mm、约9mm、约8.5mm或者甚至约8mm的长度(L)。在一个实施例中，本发明的射流喷嘴插入件或芯片构件具有小于或等于约7.5mm、约7mm、约6.5mm、约6mm、约5.5mm或者甚至约5mm的宽度(W)以及小于或等于约8mm、约7.5mm、约7mm、约6.5mm、约6mm或者甚至约5.5mm的长度(L)。虽然不希望被限制于任何一组几何结构关系，但是一般来说，射流喷嘴组件(例如，图6和图7的射流喷嘴组件604)的宽度比本发明的射流喷嘴插入件200的宽度大约3mm。
转向图2，图2示出了根据本发明的射流喷嘴插入件或芯片构件200的一个实施例的剖视图。射流喷嘴插入件200包括具有多个动力喷嘴204和206(分别另外标记为PN1和PN2)的相互作用室202(也称为相互作用区域，并且标记为IR)。图2所示的实施例还包括多个输入动力喷嘴204和206(PN1和PN2)，它们在方向上反向，以便通常在远离出口208(EX)前行的同时仍然在相互作用室202中碰撞，从而在输出射流中产生振荡。在图2中，两个动力喷嘴204和206(PN1和PN2)发出射流210和212(分别另外标记为J1和J2)，射流210和212朝向室的圆顶形以及偏转器214和216(分别另外标记为D1和D2)设定位置并取向或设定角度，偏转器214和216被添加以在产生振荡流所需的条件下将流动引向出射口/出口208(EX)。此外，图1的实施例利用与内部通道一起使用的单个进给歧管18(SFM)。此外，图2的实施例利用与内部通道一起使用的单个进给歧管218(SFM)。
同样，图2的射流喷嘴插入件200利用图2的各个测量项具有由射流喷嘴200的宽度(W)和/或长度(L)确定的以下关系：IW＝(4.0至8.0)·PW(total)(相互作用宽度)；IH＝(5.0至10.0)·PW(total)(相互作用高度)；γ表示边缘块角度；JA表示射流角度；TL＝(0.0至0.8)·TW(边缘块长度)；TO＝(0.05至0.3)·IH(喉部偏移)；L表示回路的长度；W表示回路的宽度；PW表示动力喷嘴宽度；TW表示喉部宽度；IR表示相互作用区域；并且WC表示弯曲壁。其中在各个实施例中，本发明的射流喷嘴插入件是一种紧凑型喷嘴插入件，其具有小于或等于约7.5mm、约7mm、约6.5mm、约6mm、约5.5mm或者甚至约5mm的宽度(W)以及小于或等于约8mm、约7.5mm、约7mm、约6.5mm、约6mm或者甚至约5.5mm的长度(L)。
转向图3，图3示出了根据本发明的射流喷嘴插入件200的一个实施例的剖视图，其中动力喷嘴角度或射流角度250(JA)确定了两股射流210和212(J1和J2)相交的位置。申请人已经发现，重要的是使射流相交角度250(JA)在约100°到约150°的范围内，以获得期望的喷淋扇形并最小化发生的偏航量。此外，图3示出了γ，其中γ表示边缘块角度252。
转向图4和图5，图4是根据本发明的射流喷嘴插入件200的剖视透视图，而图5是根据本发明的射流喷嘴插入件200的侧剖视图。
转向图6，图6是包括至少一个根据图2至图5的实施例的射流喷嘴插入件或芯片构件200的射流喷嘴壳体组件600的一个实施例的透视图。射流喷嘴壳体组件600具有用于将射流喷嘴壳体组件安装在车辆或某个其它物体上的立柱602、凸起的射流喷嘴组件604以及将立柱602连接至凸起的射流喷嘴接收器604的射流喷嘴壳体组件本体610，所述凸起的射流喷嘴组件中具有至少一个射流喷嘴插入件接收器606，该接收器具有至少一个射流喷嘴插入件开口608(参见图7)，所述开口设计成在其中接收至少一个根据图2至图4中任一个的射流喷嘴插入件200。立柱602、凸起的射流喷嘴组件604和喷嘴壳体组件本体610一起，在一些情况下或者甚至在所有情况下，可以有助于凸起的射流喷嘴组件604在至少一个空间维度、在至少两个空间维度或者甚至在所有三个空间维度上的运动。在另一实施例中，立柱602、凸起的射流喷嘴组件604和喷嘴壳体组件本体610，在一些情况下或者甚至在所有情况下，可以有助于所有喷嘴壳体组件600在至少一个空间维度、在至少两个空间维度或者甚至在所有三个空间维度上的运动。在另一实施例中，喷嘴壳体组件600的壳体本体610可以用于将一个或更多个附加装置(比如相机或任何其它类型的传感器(无论是可视的还是其它类型的))固定到其，使得所述一个或更多个附加装置(未示出)以如下方式取向：其中具有射流喷嘴插入件200的射流喷嘴组件604可以清洁其信息收集透镜。
转向图7，图7是包括一个以倒置取向的根据图2至图5的实施例的射流喷嘴插入件200的喷嘴壳体组件600的一个实施例的透视图。
已经描述了新的紧凑型喷嘴组件、射流插入件几何结构和改进方法的优选实施例，相信鉴于本文阐述的教导，本领域技术人员将会想到其它修改、变型和改变。因此，应当理解，所有这些变型、修改和改变都被认为落入本发明的范围内。
尽管已经参考本文详述的某些实施例描述了本发明，但是其它实施例可以实现相同或类似的结果。本发明的变型和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且本发明旨在覆盖所有这些修改和等同物。

Claims (28)

1.一种射流喷嘴插入件，包括：
射流喷嘴插入件结构，其具有小于或等于7.5mm的宽度(W)以及小于或等于8mm的长度(L)；以及
具有蘑菇状几何结构的射流振荡器，其具有0.5mm至2mm范围内的紧凑的弯曲的底壁半径(WC)，其中，所述底壁半径至少部分地限定用于将流体射流喷射到相互作用区域中的至少一个动力喷嘴；
公共流体歧管，其连接至所述至少一个动力喷嘴，其中所述公共流体歧管的形状形成限定平顶相互作用或振荡室的壁之一；
其中，边缘块被定义为具有边缘块长度(TL)，该边缘块长度(TL)相对于喉部宽度(TW)而言能够在喉部宽度(TW)的0至0.8倍的范围内，其中相互作用区域的宽度(IW)是动力喷嘴宽度(PW)的5至10倍，其中相互作用区域的高度(IH)是动力喷嘴宽度(PW)的4至8倍，并且其中喉部偏移(TO)在相互作用区域的高度(IH)的0.05至0.3倍的范围内。
2.根据权利要求1所述的射流喷嘴插入件，进一步包括至少一个一定压力的流体源、连接至至少一个一定压力的流体源的用于将至少一对流体射流喷射到所述相互作用区域中的至少一对动力喷嘴(PN1、PN2)、以及用于将脉动或振荡的流体射流射出到使用点或环境中的来自所述相互作用区域的至少一个出口孔，其中所述公共流体歧管连接至动力喷嘴(PN1、PN2)。
3.根据权利要求1所述的射流喷嘴插入件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的长度匹配以适应现有的壳体，并且其中喷嘴组件具有偏移，该偏移根据期望的方向在液体喷淋扇形角度中产生向左或向右的偏航角。
4.根据权利要求1所述的射流喷嘴插入件，其中，一出口偏离轴线，并且所述出口向左或向右偏离与中心喷淋轴线同轴的对称中心轴线一部分，以在喷淋中移动向左或向右的偏航角，并且其中所述出口能够沿着纵向轴线偏移一定量，以根据需要产生向左或向右的预定程度的偏航角。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的射流喷嘴插入件，其中，其中，对于具有长度TL＝(0.0至0.8)·TW的壁区段，边缘块长度(TL)被定义为具有在10°至30°范围内的包含角，其中TW表示喉部宽度。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的射流喷嘴插入件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的宽度小于或等于7mm，并且长度小于或等于7.5mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的射流喷嘴插入件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的宽度小于或等于6.5mm，并且长度小于或等于7mm。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的射流喷嘴插入件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的宽度小于或等于6mm，并且长度小于或等于6.5mm。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的射流喷嘴插入件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的宽度小于或等于5.5mm，并且长度小于或等于6mm。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的射流喷嘴插入件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的宽度小于或等于5mm，并且长度小于或等于5.5mm。
11.一种射流喷嘴组件，包括：
射流喷嘴插入件；
喷嘴立柱，其中所述喷嘴立柱被设计成是能安装的；
凸起的射流喷嘴插入件接收器，其中所述喷嘴插入件接收器被设计成在形成于其中的至少一个腔体中接收至少一个射流喷嘴插入件；以及
喷嘴本体，其中所述喷嘴本体位于所述喷嘴立柱与所述凸起的射流喷嘴插入件接收器之间并连接二者，
其中，所述射流喷嘴插入件包括：
射流喷嘴插入件结构，其具有小于或等于7.5mm的宽度(W)以及小于或等于8mm的长度(L)；以及
具有蘑菇状几何结构的射流振荡器，其具有0.5mm至2mm范围内的紧凑的弯曲的底壁半径(WC)，其中，所述底壁半径至少部分地限定用于将流体射流喷射到相互作用区域中的至少一个动力喷嘴；
公共流体歧管，其连接至所述至少一个动力喷嘴，其中所述公共流体歧管的形状形成限定平顶相互作用或振荡室的壁之一，
其中，边缘块被定义为具有边缘块长度(TL)，该边缘块长度(TL)相对于喉部宽度(TW)而言能够在喉部宽度(TW)的0至0.8倍的范围内，其中相互作用区域的宽度(IW)是动力喷嘴宽度(PW)的5至10倍，其中相互作用区域的高度(IH)是动力喷嘴宽度(PW)的4至8倍，并且其中喉部偏移(TO)在相互作用区域的高度(IH)的0.05至0.3倍的范围内。
12.根据权利要求11所述的射流喷嘴组件，进一步包括至少一个一定压力的流体源、连接至至少一个一定压力的流体源的用于将至少一对流体射流喷射到所述相互作用区域中的至少一对动力喷嘴(PN1、PN2)、以及用于将脉动或振荡的流体射流射出到使用点或环境中的来自所述相互作用区域的至少一个出口孔，其中所述公共流体歧管连接至动力喷嘴(PN1、PN2)。
13.根据权利要求11所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件结构的长度匹配以适应现有的壳体，并且其中所述喷嘴组件具有偏移，该偏移根据期望的方向在液体喷淋扇形角度中产生向左或向右的偏航角。
14.根据权利要求11所述的射流喷嘴组件，其中，一出口偏离轴线，并且所述出口向左或向右偏离与中心喷淋轴线同轴的对称中心轴线一部分，以在喷淋中移动向左或向右的偏航角，并且其中所述出口能够沿着纵向轴线偏移一定量，以根据需要产生向左或向右的预定程度的偏航角。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，其中，对于具有长度TL＝(0.0至0.8)·TW的壁区段，边缘块长度(TL)被定义为具有在10°至30°范围内的包含角，其中TW表示喉部宽度。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件结构具有小于或等于7mm的宽度(W)以及小于或等于7.5mm的长度(L)。
17.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件结构具有小于或等于6.5mm的宽度(W)以及小于或等于7mm的长度(L)。
18.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件结构具有小于或等于6mm的宽度(W)以及小于或等于6.5mm的长度(L)。
19.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件结构具有小于或等于5.5mm的宽度(W)以及小于或等于6mm的长度(L)。
20.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件结构具有小于或等于5mm的宽度(W)以及小于或等于5.5mm的长度(L)。
21.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴立柱、所述凸起的射流喷嘴插入件接收器和所述喷嘴本体一起作用，以允许至少所述凸起的射流喷嘴插入件接收器在至少一个空间维度上的运动。
22.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴立柱、所述凸起的射流喷嘴插入件接收器和所述喷嘴本体一起作用，以允许至少所述凸起的射流喷嘴插入件接收器在至少两个空间维度上的运动。
23.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴立柱、所述凸起的射流喷嘴插入件接收器和所述喷嘴本体一起作用，以允许至少所述凸起的射流喷嘴插入件接收器在所有三个空间维度上的运动。
24.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴立柱、所述凸起的射流喷嘴插入件接收器和所述喷嘴本体一起作用，以允许所有喷嘴组件在至少一个空间维度上的运动。
25.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴立柱、所述凸起的射流喷嘴插入件接收器和所述喷嘴本体一起作用，以允许所有喷嘴组件在至少两个空间维度上的运动。
26.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴立柱、所述凸起的射流喷嘴插入件接收器和所述喷嘴本体一起作用，以允许所有喷嘴组件在所有三个空间维度上的运动。
27.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述喷嘴本体被设计成接收和固定至少一个附加装置或传感器，使得所述射流喷嘴组件能够清洁所述至少一个附加装置或传感器。
28.根据权利要求11至14中任一项所述的射流喷嘴组件，其中，所述射流喷嘴插入件以倒置的取向定向在所述凸起的射流喷嘴插入件接收器中。
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