JP2002527235A - 流体発振器 - Google Patents

流体発振器

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Abstract

(57)【要約】 流体発振器は、発振室（ＩＣ）と、少なくとも１つの加圧流体源（ＳＦ）と、少なくとも一対の流体噴流を発振室に放出するために少なくとも１つの加圧流体源に接続された少なくとも一対のパワーノズル（ＦＨ１、ＦＨ２）と、流体の振動噴流を、この噴流を使用する場所または大気に放出するために発振室から出る少なくとも１つの出口と、を有する。また、共通の流体マニフォルドが少なくとも一対のパワーノズルに接続されている。パワーノズルマニフォルドの形状は、相互作用または発振室の壁の一方を形成する。いくつかの流体回路において、長さは、既存のハウジングに取り付けることができるように合わせることができる。パワーノズルは、流体スプレー扇形角度を所望の方向に左または右に振らす偏揺れ角度をつくる偏りを有する。ある実施形態において、出口スロートは、スプレーの左または右の偏揺れ角度を変更するために左または右に対称的な中心軸線から少し偏っている。出口スロート（ＥＸ）は、必要に応じて左または右への所定の偏揺れ角度をつくるために長手方向軸線から少し偏っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体発振器は公知であり、側壁付着効果を有し、または有しないフィードバッ
ク通路を使用するものは公知である（側壁付着効果を使用する流体発振器につい
ては米国特許第4,463,904号参照。また、側壁付着効果に依存しないまたは使用
しない流体発振器については米国特許第4,508,267号参照）。フィードバック通
路を使用しない、または備えていない大気にスプレイを放出する流体発振器があ
る（発振出力を発生するためにアイランドを使用するStoufferに付与された米国
特許第4,151,955参照、反転室型発振器であるBauerに付与された米国特許第4,18
4,636号参照）。Stoufferに付与された米国特許第5,213,270号及び米国特許第5,
213,269号において、フィードバックまたは制御通路のない他の型式の発振器が
開示されており、この発振器において、発振室は、その幅より大きい長さを有し
、一対の補完的な形状の対向する側壁を有し、この側壁は、出口で発振するため
に流れの各側で交互に振動するキャビテーションのない渦を形成する。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フィードバックまたは制御通路のないタイプの流体発振器に関し、
この発振器は、少なくとも１つの出口を有する成形された発振室と、室内に複数
の渦巻きと相互に作用し、発生するように互いに室内で所定の角度の向きを有す
る一対の流体噴流を形成する少なくとも一対のパワーノズルとを有する。複数の
渦巻きは、液体噴流の対によって、それらの方向が周期的に変化し、出口で液体
の掃引噴流を生じるように組み合わせられる。好ましい実施形態において、発振
室は、ドーム型またはマッシュルーム形状の表面を有し、パワーノズルに接続さ
れるマニフォルド及び大気への出口は、ドーム型またはマッシュルーム型の表面
と反対側の壁にある。
【０００４】 動作的には、本装置は、キャビティ内の流体の２つの噴流の内側の不安定性に
基づいている。２つの噴流は、相互作用室において適当な大きさ及び向きを有し
、結果として生じる流れパターンは、本来的に不安定で２つの噴流に関してそれ
らの方向を周期的に変化させる渦を生成する。これは、室の出口で掃引噴流を提
供する。出口または開口は、領域カバー用の発振シートか、または扇形の平坦な
タイプのスプレーのいずれかを生じる構成とすることができる。パワーノズルは
、発振室の中心軸線に対して対称的に配向する必要がない。さらに、出口及び出
口スロートは、偏揺れ角が変化する掃引噴流を放出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、改良された流体発振器、さらに詳細には、流体
または液体の掃引噴流を放出する流体発振器を提供することに関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。 本発明の流体発振器は、キャビティの液体または流体の２つの噴流の内部の不
安定性に基づいている。２つの液体噴流または流れは、結果として生じる流れパ
ターンが本来的に不安定であり、２つの噴流をそれらの方向に周期的に変化させ
る渦巻き装置である。これは、室の出口または出力部で掃引噴流を生成する。出
口または出力部ＥＸの形状、寸法は、領域をカバーするための発振シートか、ま
たは扇形の平坦なスプレイのいずれかを生成するように構成されている。
【０００７】 基本的な形状は、図１に示されており、複数のパワーノズルＰＮ１及びＰＮ２
を有する相互作用室ＩＣを有する。相互作用室の流れは、本来的に不安定な４つ
の渦装置をつくる（図２参照）。これは、図２に示すように出口または出口開口
で掃引噴流ＳＪを生じる。
【０００８】 図３において、相互作用室ＩＣは、図示したように直線的とされ、図４におい
ては、室ＩＣ″は卵形状に変形されている。 図５及び図６において、単一の供給マニフォルドＳＦは、内側通路とともに使
用される（すなわち、内側の形状は流れを２つの噴流に分割する）。
【０００９】 図７において、２つの通路パワーイズル７ＰＮ１、７ＰＮ２は、噴流Ｊ１及び
Ｊ２を放出し、これは、ドーム形状の室に向かって配置され、向きを有し、傾斜
しており、偏向器Ｄ１、Ｄ２は、要求された条件で発振流をつくるように出口Ｅ
Ｘ７に流れを向けるように加えられる。
【００１０】 図８は、図７に示す実施例の変形例であり、内側通路とともに使用する単一の
供給マニフォルドＳＦＭを備えている。 図７及び図８に示す実施例は、図１−図６及び図１０Ａ−図１０Ｅに示す複数
のパワーノズル流体発振器より著しく低い振動数を有する。その結果、振動の波
長は、著しく長く、複数のパワーノズルを有する比較可能な発振器より約５倍長
い。この構成において、複数の入力パワーノズルＰＮ１″及びＰＮ２″は、発振
室に衝突して出力噴流の振動を生じながらヘッドが出口ＥＸ７から離れる方向に
反転する。
【００１１】 すべての出口形状は、全体または領域をカバーするか、扇形スプレーを得るた
めに変形することができる。この装置は、広範囲な大きさの構造において作動す
る。また、噴流の場所と向きまたは噴流の寸法のずれかにおいてわずかな非対称
とすることによってスプレイは、種々の偏揺れ角度を有するように構成すること
ができる。
【００１２】 図９に示す発振器の実施形態は、共通の供給源９ＣＳから供給される複数のパ
ワーノズル９ＰＮ１、９ＰＮ２を有する。マッシュルーム形状の発振室９ＯＣは
、複数の出口ポート９ＯＰ１、９ＯＰ２を有する。
【００１３】 この装置は、９ＯＰ−１、９ＯＰ−２の各々において、互いに位相のずれた脈
動性の流れを生じる。寸法、角度Θ１，Θ２及び長さ「１」を変化させることに
よって、２つの出口において種々の出力流を得ることができる。例示したように
、２つの出口ポートとの間に異なる質量流量の比を備えた脈動流を得るためにこ
装置を作動することができる。
【００１４】 図面に示すように、回路は、種々の長さ及び幅を有することができる。いくつ
かの場合において、パワーノズルの長さは、流体回路の他の部分と比較して非常
に小さい。回路の最大限の幅は、約１５Ｗのパワーノズルにおいて測定され、こ
こでＷは、選択されたパワーノズルの幅である。パワーノズルマニフォルドの形
状は、相互作用室または発振室の一方の壁を形成する。いくいつかの回路におい
て、長さは、既存のハウジングに適合するように合わせることができる。図１１
Ａ及び図１１Ｂにおいて、例えば、回路は、パワーノズルマニフォルドに続く「
供給入口ノズル」と称される。
【００１５】 いくつかの実施形態において、パワーノズルの幅は、異なる幅及び形状とする
ことができる（図１０Ｂ）。一対のパワーノズルは、互いにくい違いを有し（図
１０Ｃ参照）、このくい違いは、扇形角度の偏揺れ角度を所望の方向に依存して
左または右に向ける。いくつかの実施形態において、出口スロートは、スプレー
の左側または右側の偏揺れ角度を移動させるためにわずかに対称中心軸線から離
れている。いくつかの実施形態において、スロートは、所望のように左または右
に所定の偏揺れ角度をつくるために長手方向に少し偏っている。したがって、上
述した技術の組み合わせを使用して大部分の用途に適用する振れの回路を製造す
ることができる。
【００１６】 通常、流体回路または輪郭は、射出成形プラスチック製のチップを有し、この
プラスチックは、Merkeらへ付与された米国特許第5,845,845号またはBauerに付
与された米国特許第4,185,777号に開示されるような流体入力突起部分を有する
成形ハウジングに押し込まれる。図１２は、面１２Ｆを有する流体回路チップＦ
ＣＣを示しており、このチップには、図示した輪郭または回路の一方が成形され
、加圧流体源へ接続されるホース又は他の接続部材を受ける入力突起部ＦＣＣＢ
を有するハウジングＦＣＣＨに挿入される。これは種々のフィルタ及びチェック
弁等（図示せず）を含むこともできる。装置の通常の用途は、流動性材料、液体
及びガスのスプレー及び放出を含む。１つの特定の有利な用途は、ウインドシー
ルド、自動車のリヤウインドウ、自動車のヘッドランプのようなガラス表面への
ウオッシャ液のスプレーである。
【００１７】 本発明の好ましい実施形態を図示し説明したが、当業者には本発明の他の実施
形態、用途が容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本的な構成を示す図である。
【図２】 図２Ａ、２Ｂ及び図２Ｃは、図１に示す流体発振器の出口での掃引噴流を示す
図である。
【図３】 発振室のコーナが直線になっている本発明の他の実施形態を示す図である。
【図４】 発振室が卵形になっている本発明の他の実施形態を示す図である。
【図５】 図５Ａは、流れを二つの噴流に分割する内側形状に使用される単一の供給構成
の実施形態を示す図であり、図５Ｂは、図５Ａの斜視図である。
【図６】 流れを二つの噴流に分割する内側形状に使用される単一の供給構成の実施形態
を示す図である。
【図７】 ドーム形状の壁の方向に傾斜して向いている噴流の場所と、振動流を生じるた
めに必要な条件で出口に向かうように流れを向けるために追加された偏向器とを
示す図である。
【図８】 図７に示す実施例の変形例を示す図である。
【図９】 本発明による複数の出口を有する複数のパワーノズルを示す図である。
【図１０】 図１０Ａは、本発明の他の実施形態を示す図である。 図１０Ｂは、一方のパワーノズルがスプレイの大気への出力の偏揺れ角度を調
整するために他のパワーノズルより広い幅を備えた複数パワーノズルの発振器を
示す図である。図１０Ｃは、各パワーノズルの軸線が異なる点で中心軸と交差す
る同じ形状を示す図である。図１０Ｄは、出口スロートが右に偏っている同様の
形状を示す図である。図１０Ｅは、形状の長手方向軸線に沿って偏ったスロート
を示す図である。
【図１１】 図１１Ａは、パワーノズル供給を備えた複数のパワーノズル用のマニフォルド
を示す図である。図１１Ｂは、図１１Ａの斜視図である。
【図１２】 成形流体回路または輪郭チップ及びハウジング及び流体源の通常の組立工程を
示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月１８日（２００１．４．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ (71)出願人 6625 Ｄｏｂｂｉｎ Ｒｏａｄ，Ｃｏｌｕ ｍｂｉａ，Ｍａｒｙｌａｎｄ 21045，Ｕ ｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓｏｆ Ａｍｅｒ ｉｃａ Ｆターム(参考） 3D025 AA09 AC02 AD02 AD03 AD12 AF07 AF14 4F033 AA04 BA03 CA01 CA02 CA11 DA01 EA02 KA02 NA01

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発振室を備えたハウジングと、 少なくとも１つの加圧流体源と、 少なくとも一対の流体噴流を前記発振室に放出するために前記少なくとも１つ
    の前記流体源に接続されている少なくとも一対のパワーノズルと、 流体の発振噴流を当該発振噴流を使用する場所に放出するために前記発振室に
    形成された少なくとも１つの出口と、を有する流体発振器。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの加圧流体源は、少なくとも一対のパワ
    ーノズルに接続される共通の流体マニフォルドを有する請求項１に記載の流体発
    振器。
  3. 【請求項３】 前記発振室は、中心軸線を有し、前記少なくとも１つの出口
    は、前記発振室から連続しているスロート領域を有し、前記出口スロートは、前
    記軸線に対して一方の側にある請求項１に記載の流体発振器。
  4. 【請求項４】 前記少なくとも一対のパワーノズルは、それぞれ前記軸線に
    対して異なる角度を向いている請求項３に記載の流体発振器。
  5. 【請求項５】 前記発振室は、中心軸を有し、前記少なくとも一対のパワー
    ノズルは、それぞれ前記軸に対して異なる角度を有する請求項１に記載の流体発
    振器。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つの出口は、出口スロート領域を有し、前
    記発振室及び前記出口スロートから連続している前記スロート領域は、前記中心
    軸に対して偏っている請求項５に記載の流体発振器。
  7. 【請求項７】 前記発振室は、中心軸線を有し、前記パワーノズルの一方は
    、他方のパワーノズルに対して前記中心軸線に沿って偏っている請求項１に記載
    の流体発振器。
  8. 【請求項８】 前記出口スロート領域は、前記中心軸線に沿って偏っている
    発振室によって境界づけられている請求項７に記載の流体発振器。
  9. 【請求項９】 前記少なくとも一対のパワーノズルのうちの一方は、前記パ
    ワーノズルの他方より大きな幅を有する請求項１に記載の流体発振器。
  10. 【請求項１０】 ａ）中心軸線を有する発振室を形成することと、 ｂ）少なくとも一対のパワー液体噴流を前記中心軸線に対して選択された角度
    で前記発振室に放出し、前記発振室に発振渦を誘導することと、 ｃ）前記発振室から１つまたは複数の発振噴流を放出することと、を有する流
    体噴流を発振する方法。
  11. 【請求項１１】 前記パワー液体噴流の前記対のうちの前記一方は、前記パ
    ワー液体噴流の他方と異なる流れ特性を有するようにされ、前記発振液体噴流を
    前記噴流が前記発振室から放出されたとき選択された方向に振る請求項１０に記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 （ａ）出口を有する発振室と、 前記室で複数の渦を発生するように互いに前記室内で所定の角度を向いている
    一対の流体噴流を形成する一対のノズルとを有し、前記複数の渦は、前記流体噴
    流の対が前記方向を周期的に変化させ、前記出口で掃引流体噴流をつくる、制御
    通路のない型式の流体発振器。
  13. 【請求項１３】 前記発振室は、ドーム形状の表面を有する請求項１２に記
    載の流体発振器。
  14. 【請求項１４】 前記発振室は、ドーム形状の表面を有し、前記流体噴流の
    対は、前記ドーム形状の表面の方向から前記出口に向いている請求項１２に記載
    の流体発振器。
  15. 【請求項１５】 前記発振室は、前記ドーム形状の壁と、直線的な壁とによ
    って画成され、前記流体噴流の前記対は、前記ドーム形状の壁と反対の前記室で
    交差する軸線を有する請求項１２に記載の流体発振器。
  16. 【請求項１６】 前記噴流の対は、前記発振室内で交差する配向角度を有す
    る軸線を有する請求項１２に記載の流体発振器。
  17. 【請求項１７】 前記噴流の対は、前記発振室内の外側で交差する配向角度
    を有する軸線を有する請求項１２に記載の流体発振器。
  18. 【請求項１８】 前記流体は、共通の加圧液体供給源と、前記ノズルの対に
    前記液体源を接続する手段と、を有する液体である請求項１２に記載の流体発振
    器。
  19. 【請求項１９】 前記室は、卵形である請求項１２に記載の流体発振器。
  20. 【請求項２０】 前記ノズルの対の前記角度は、前記出口から離れる方向を
    向いており、前記室の壁の偏向器は、流体を前記ノズルから前記出口に向ける請
    求項１２に記載の流体発振器。
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